Цифровые входы МК

May 7, 2011 by admin Комментировать »

Входную цепь МК в цифровом режиме проще всего представить в виде логического КМОП-элемента, который по параметрам примерно соответствует стандартным

сериям микросхем 74НС, 74АС, К561. «Примерно», потому, что есть разница в электрических характеристиках продукции разных фирм, изготавливающих МК.

 

ром может служить серия микросхем 74НСТ (ТТЛ-КМОП), которая отличается по входным характеристикам от аналогичной серии 74НС (КМОП, КМОП-Ш).

Элементы ТТЛ-КМОП, показанные на Рис. 2.29, а, встречаются в семействе Microchip PIC16, причем вперемежку с КМОП. С одной строны это хорошо, тк. можно напрямую подключать к входам МК микросхемы ТТЛ-логики, но с другой стороны доставляет хлопоты, поскольку надо запоминать, какой вывод микросхемы какой характеристикой обладает — ТТЛ или КМОП. В дальнейшем фирма Microchip отказалась от специализации и в своих новых семействах PIC18/24 сделала их единообразными КМОП-Ш. На фирме STMicroelectronics пошли по другому пути и ввели в семейство STR71 программно переключаемые входы. Хочешь, на выбор, КМОП-Ш или ТТЛ-КМОП.

Схема, показанная на Рис. 2.29, б, относится к классу многофункциональных цифровых портов. Такое встречается, например, в Microchip PIC16F684 и выделяется дробью в обозначении вывода — RA5/T1CKI. Входной сигнал разделяется на два потока: цифровой вход с логическим элементом DDI (ТТЛ-КМОП) и вход таймера прерывания с логическим элементом DD2 (КМОП-Ш). Оба элемента имеют разные пороги срабатывания по напряжению, поэтому может возникнуть курьёзный случай, когда МК в режиме обычного цифрового входа работает нормально, а при обслуживании запросов прерывания INT даёт сбои.

Схема, показанная на Рис. 2.29, в, тоже является многофункциональной, но в правой и левой частях стоят одинаковые логические элементы. Альтернативными каналами могут быть UART и SPI, синхронные и асинхронные входы обработки прерываний. Параллельное включение двух элементов DDI, DD2 не влияет на суммарное входное сопротивление МК, слишком уж оно велико у полевых транзисторов. Цифровые каналы также могут разделяться не возле входа, а после общего буферного элемента, те. вход элемента Z)Z)2 соединяется с выходом DDL

Важный практический нюанс, общий для всех входных цифровых схем. Если линии портов настроены как входы без внутренних «pull-up» резисторов и к ним ничего извне не подключается, то потребляемый МК ток увеличивается чуть ли не на четверть. Парадокса здесь нет, просто «парящие в воздухе» высокоомные КМОП-входы находятся в неустойчивом состоянии (то ли «нуль», то ли «единица») и любая внешняя наводка приводит к «дребезгу». Это заставляет хаотично работать логические элементы внутри МК, что приводит к увеличению динамических потерь и повышению энергопотребления. Рекомендация — все неиспользуемые в схеме входы надо снаружи или изнутри нагружать на резисторы сопротивлением 10… 100 кОм или же переводить линии в режим цифровых выходов.

Подведение итогов. Базовой для идеализированного МК предлагается выбрать схему приведенную на Рис. 2.25. Входы с альтернативными цифровыми функциями будут замещаться схемой, изображенной на Рис. 2.29, в, которая содержит однотипные элементы КМОП-Ш.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты