Дискретные выходы

Микроконтроллеры / Для начинающих /

Микроконтроллеры для начинающих Что нужно для того, чтобы стать профессиональным разработчиком программ для микроконтроллеров и выйти на такой уровень мастерства, который позволит с лёгкостью найти и устроиться на работу с высокой зарплатой (средняя зарплата программиста микроконтроллеров по России на начало 2017 года составляет 80 000 рублей). Подробнее...

Выходы микроконтроллера, также как и входы, могут быть аналоговыми и дискретными.

В современных микроконтроллерах с целью уменьшения количества выводов на корпусе микросхемы и уменьшения размеров самой микросхемы, почти всегда выводы делают универсальными. То есть такой вывод может работать как вход, или как выход. Кроме того, обычно он может работать и как аналоговый, и как дискретный. В каком именно режиме работает отдельный вывод - устанавливается программно.

Но в этой статье мы будем говорить именно о дискретных выходах, то есть о том, что это такое, для чего они нужны и как используются (в общих чертах).

Новичкам советую сначала прочитать статьи о дискретных и аналоговых входах, где также рассказано о дискретных и аналоговых сигналах.

Так как входной сигнал от выходного отличается только направлением, то многое из того, что сказано в статье о дискретных входах, справедливо и для дискретных выходов.

Одним из наиболее простых, но в то же время наиболее важных и распространённых применений дискретных выходов микроконтроллера можно считать управление различными устройствами.

Дискретный выход может выполнить только одно из двух действий - либо включить устройство, либо выключить его. Точнее, эти действия выполняет программа микроконтроллера, а дискретный выход - это только аппаратная часть микроконтроллера, которая подчиняется процессору (структура микроконтроллера описана здесь).

Ниже на рисунке очень упрощённо показана схема дискретного выхода.

Дискретный выход микроконтроллера

Дискретный выход микроконтроллера

Как видите, есть два варианта включения. В первом варианте нагрузка включается подачей на выход логического нуля. А во втором - подачей логической единицы.

Более удобно включать нагрузку подачей логической единицы. Но тут есть одно замечание - почти все микроконтроллеры в таком варианте включения способны отдавать в нагрузку меньший ток, чем в первом случае.

Например, при включении по первой схеме вы можете подключить светодиод напрямую к выходу микроконтроллера. А по второй схеме этого сделать обычно нельзя (точнее, можно, но светодиод не будет светиться, так как сопротивление внутреннего резистора в микроконтроллере слишком велико).

Наибольшее значение токов, которые может выдавать дискретный выход микроконтроллера в том или ином режиме, можно узнать в технической документации на конкретный прибор.

Первая схема включения используется обычно для управления нагрузкой до нескольких десятков мА (например, светодиодами).

Вторая схема включения используется реже из-за того, что так можно управлять только очень маломощной нагрузкой. Например, если выход микроконтроллера подключен к входу другого микроконтроллера или какой-то микросхемы.

Увеличить мощность нагрузки можно, например, с помощью транзистора или реле (но об этом в других статьях).

И ещё одно очень важное замечание.

Например, к дискретному выходу микроконтроллеров серии AVR обычно можно подключать нагрузку до 20 мА. Но кроме ограничения по одному выходу, существует также общее ограничение по всем портам ввода-вывода.

Если, к примеру, это ограничение равно 100 мА, то получается, что вы можете подключить наибольшую нагрузку только к пяти дискретным выходам (100 / 20 = 5).

И если при этом у микроконтроллера остаются свободные выходы, то к ним вы уже не можете ничего подключить, потому что будет превышено значение наибольшей допустимой общей нагрузки на все выходы.

Поэтому, когда вы разрабатываете устройство на микроконтроллере, то следует подбирать такой микроконтроллер, который справится с вашей нагрузкой в полной мере. Либо продумывать, как уменьшить нагрузку на выходы (сделать это можно, как я уже говорил, с помощью транзистора или какой-либо специализированной микросхемы).


Подписаться на канал в YouTube

Вступить в группу "Основы программирования"

Подписаться на рассылки по программированию

Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ

Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Рассылка содержит как бесплатную информацию для начинающих, так и ссылки на платные продукты (книги, видеокурсы и др.) для тех, кто захочет вникнуть в тему более глубоко. Подробнее...

Инфо-МАСТЕР ®
Все права защищены ©
e-mail: mail@info-master.su

Яндекс.Метрика