单片机的驱动能力对点亮LED灯的影响

Posted 2021-09-16 小白努力染色

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：