摘要:可是在现实操作过程中总有一种方式出现问题,这就不得不提到现实情况下单片机的驱动能力对实验结果的影响。但是在现实中由于单片机驱动能力的影响往往第一种是无法点亮灯的。
一、LED灯与单片机的连接方式
在proteus仿真中,无论LED灯是负极连接IO端口,正极通过电阻连接VCC还是LED灯正极连接IO端口,负极通过电阻连接GND,都是可以通过仿真得到正确结果的。可是在现实操作过程中总有一种方式出现问题,这就不得不提到现实情况下单片机的驱动能力对实验结果的影响。
如图所示第(1)种方式,单片机IO端口输出高电平时,LED灯亮,电流方向由单片机流向GND(我们将单片机提供高电平,电流方向为单片机由内到外称为拉电流)。第(2)种方式,单片机IO端口输出低电平时,LED灯亮,电流方向由VCC流向单片机内部(我们将单片机提供低电平,电流方向为由外到内输入单片机称为灌电流)。但是在现实中由于单片机驱动能力的影响往往第一种是无法点亮LED灯的。
二、单片机驱动能力
我们将两种连接方式与单片机IO端口内部简化之后可以得到如下两个简图:
单片机输出1时,T断开,这时VCC通过电阻R连接到IO。上图为拉电流连接方式,T断开时,R、R外、LED串联,形成直流通路。I=VCC-Vled/R+R外。R作为单片机内部上拉电阻,阻值一般几百上千K,可见电流就非常小根本无法点亮LED灯。
单片机输出0时,T闭合连接到GND,这时IO相当于接地。上图为灌电流连接方式,T闭合时形成通路,I=VCC-Vled/R外。LED满足电流的要求,LED灯亮。 可见,有时候理论可行现实却不太可行。
三、另外两种单片机连接LED灯的比较
单片机驱动较少LED灯尚且可以但是需要驱动多个时,必须增加外部驱动,以提供外部需要的电流。常用的方式是外部电路加驱动芯片、74HC373、非门、三态门、BJT等。下面将举例说明三极管驱动LED灯电路。如图:
单片机只是控制三极管的通断,而不是提供驱动电路,输出高电平时三极管导通,可以形成直流通路,使得LED灯点亮;单片机输出低电平时三极管截止(可以理解为断路),使得LED灯灭。这样就可以接多个LED了。 但是在实际生产中却有缺陷,采用上述方式连接,在系统上电时,LED会闪一下。究其原因:上电瞬间,单片机IO输出没有在瞬间达到程序中初始化的值,另外电源冲击等原因引起三极管瞬间导通,使得LED灯闪烁。这在生产中是不被接受的,所以我们更需要这样更改,加入电容C,吸收尖峰电压:
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