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單片機驅動LED中上拉電阻的問題

作者:佚名   來源:本站原創(chuàng)   點擊數:  更新時間:2007年12月18日   【字體:

   驅動LED發(fā)光管的時候,應該分共陽接法和共陰接法這兩種,共陽的時候LED正端接正電源,負端通過一個限流電阻接P口,這時不用接上拉電阻,只要這個限流電阻取合適就可以了發(fā)光管亮的時候電流就是從電源正——LED——限流電阻——P口,P口為低電位發(fā)光管滅的時候沒有電流流過,P口為高電位或高阻狀態(tài)共陰接法,LED負端接地,正端直接P口,這時候要接上拉電阻,這個上拉電阻是提供LED發(fā)光用的,發(fā)光管亮的時候電流是從電源正——上拉電阻——LED——地。這時上拉電阻也是限流用的。P口為高電位或高阻狀態(tài)發(fā)光管暗的時候電流是從電源正——上拉電阻——P口,這時LED無電流流過,P口為低電位,限流電阻上流過電流全部從P口流入。要從單片機的輸出驅動能力開始講起。

下面是本人做過的LED上拉電阻試驗

測試條件:
VCC=4.96V,φ3綠色發(fā)光二極管。
二極管正極接VCC,負極通過RL接地。
沒有進行更大的電阻測試,因為我的萬用表電壓檔內阻為10M。

RL     VLED     VRL    電流    亮度
----------------------------
1K    1.93V    3.03V   3mA     很亮
5K    1.82V    3.14V   0.6mA   比較亮
100K  1.66V    3.30V   33uA    微亮
3.3M  1.51V    3.45V   1.0uA   不亮
10M   1.42V    3.45V   0.3uA   不亮
----------------------------
    通過以上測試可以看出,發(fā)光二極管即使有很小的電流時,在LED的壓降也是很明顯的。這也符合發(fā)光二極管的特性曲線。
    所以,如果與發(fā)光二極管驅動的下一級內阻要是比較。ㄐ∮10M)的話,那么其輸出必然是3V左右。
    當然如果使用的前級驅動電路有內部上拉(如PCF8574T內部有100uA若上拉,51的P1或P2,P3口等)則另當別論。所以我說如果這樣用最好并聯一個10K的電阻.

  單片機輸出驅動分為高電平驅動和低電平驅動兩種方式,所謂高電平驅動,就是端口輸出高電平時的驅動能力,所謂低電平驅動,就是端口輸出低電平時的驅動能力,當單片機輸出高電平時,其驅動能力實際上是*端口的上拉電阻來驅動的,實際測試表明,51單片機的上拉電阻的阻值在330K左右,也就是說如果*高電平驅動,本質上就是*330K的上拉電阻來提供電流的,當然該電流是非常小的,小的甚至連發(fā)光二極管也難以點亮,如果要保證LED發(fā)光2極管正常發(fā)光,必須要外接一個1K左右的上拉電阻,如果是一個led還好,要是10個、20個led的話,就要接10個、20個1K的上拉電阻,接電阻的本身是可以的,問題是接了上拉電阻以后,每當端口變?yōu)榈碗娖?的時候,那么就有10個、20個上拉電阻被無用的導通,假設每個電阻的電流為5mA計算,20個電阻就是100mA,這將造成電源效率的嚴重下降,導致發(fā)熱,紋波增大,以至于造成單片機工作不穩(wěn),因此很少有采用高電平直接驅動led的,高電平驅動led實際上就是共陰。低電平驅動就不同了,端口為低電平0時,端口內部的開關管導通,可以驅動高達30多毫安的驅動電流,可以直接驅動led等負載,當端口為低電平0時,盡管內部的上拉電阻也是消耗電流的,但是由于內部的上拉電阻很大,有330K,因此消耗電流極小,基本上不會影響電源效率,不會造成無用功的大量消耗,因此51單片機是不能用高電平直接驅動led發(fā)光管的,只能用地電平直接驅動led,即只能用共陽數碼管,而不能直接用共陰數碼管。

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