單片機(jī)提高GPIO驅(qū)動能力的幾種方法

時(shí)間：2020-11-09 13:01:11

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[導(dǎo)讀]單片機(jī)的GPIO口驅(qū)動能力有限，不能直接驅(qū)動較大功率的負(fù)載，如果負(fù)載的功率較大必須要考慮采用驅(qū)動功率器件的方式，比如說三極管、MOS管以及其他的專用驅(qū)動芯片。下面結(jié)合幾個(gè)典型的例子來介紹一下如何提高單片機(jī)的驅(qū)動能力。

單片機(jī)的GPIO口驅(qū)動能力有限，不能直接驅(qū)動較大功率的負(fù)載，如果負(fù)載的功率較大必須要考慮采用驅(qū)動功率器件的方式，比如說三極管、MOS管以及其他的專用驅(qū)動芯片。下面結(jié)合幾個(gè)典型的例子來介紹以下如何提高單片機(jī)的驅(qū)動能力。

1 使用三極管提高驅(qū)動能力

單片機(jī)采用何種方式提高驅(qū)動能力，主要取決于被控負(fù)載。比如說蜂鳴器、繼電器這種類型的負(fù)載，一般會通過三極管來驅(qū)動，單片機(jī)控制三極管即可。以通用型的繼電器為例，假設(shè)5V繼電器的線圈所需的工作電流為80mA，那肯定不能通過單片機(jī)直接驅(qū)動，而三極管就是一個(gè)很好的選擇。所設(shè)計(jì)的簡單電路如下圖所示。

單片機(jī)與三極管的基極連接，只需要通過高低電平信號即可實(shí)現(xiàn)繼電器的驅(qū)動，驅(qū)動電流由VCC提供，三極管提供回路。由此實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)驅(qū)動大功率負(fù)載的目的。

2 使用專用IC提高驅(qū)動能力

電機(jī)是功率比較大的負(fù)載，都是通過專用的驅(qū)動IC來驅(qū)動的，單片機(jī)控制專用IC。以微型直流電機(jī)為例。電機(jī)通過專用驅(qū)動芯片RZ7899來驅(qū)動，單片機(jī)和RZ7899連接，單片機(jī)的控制信號經(jīng)專用IC后驅(qū)動電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動、調(diào)速等功能。所設(shè)計(jì)的電路如下圖所示。

3 驅(qū)動小功率，但是數(shù)量多的負(fù)載

這類比較典型的應(yīng)用就是流水燈或者是點(diǎn)陣LED屏。單片機(jī)的GPIO口數(shù)量和驅(qū)動能力都有限，需要通過擴(kuò)展IC來實(shí)現(xiàn)，這類常用的IC有74HC595、74HC164、74HC138等。

以上所提到的三種IC在點(diǎn)陣屏電路中是非常常用的。

單片機(jī)是可編程的，它的出現(xiàn)使得產(chǎn)品的功能可以做到很豐富，與純數(shù)字電路相比，軟件邏輯的實(shí)現(xiàn)比純硬件邏輯更容易，而且成本更低。不僅如此，單片機(jī)通過控制不同的外設(shè)電路即可以用在弱電控制系統(tǒng)中，也可以用在強(qiáng)電控制系統(tǒng)中。所以，單片機(jī)GPIO端口的擴(kuò)展以及驅(qū)動能力的提高有著重要的意義。

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