51微控制器中P0口是高阻態,沒有上拉電阻,請問一下,什麼是高阻態?

時間 2021-06-01 02:21:04

1樓:

高電平就是兩個頭輸出乙個Vcc的電壓,相當於乙個電源。

低電平就是兩個頭之間沒電壓,相當於一根導線,因此要接上拉電阻。

高阻態就是兩個頭之間有乙個電阻無窮大的電阻,沒有輸出電壓,往裡輸電流電阻無窮大也沒有電流。

兩個頭是指引腳和地。

(當然我說的是理想狀態下,現實可以等同考慮)

2樓:瘋狂的蔬菜

上圖中可以很明顯地看到,沒有「上拉電阻」的P0口相比有「上拉電阻」(internal pull-up)的P1口在I/O口引腳(P0.x PIN)和Vcc/GND之間相連是通過一對推挽狀的FET實現的。再往內就是控制IO的邏輯閘電路了,這個略過不談。

一對管子組成的推挽結構,從電路上來講可以通過調配管子的引數輕鬆實現輸出大電流,提高帶載能力。兩個管子根據通斷狀態不同有4種組合。上下管都導通相當於把電源和GND短路了,這種情況是不允許出現的。

從數字邏輯的角度上來講,上管開-下管關相當於IO口與Vcc直接相連,IO口輸出高電平「1」。上管關-下管開時IO口與GND直接相連,IO口輸出低電平「0」。這種結構下如果沒有外接上拉電阻,輸出「0」的狀態就是俗稱的「開漏」(Open-Drain:

漏極開路)狀態。有的資料上也把這種狀態稱為「低阻態」,因為IO引腳是通過乙個管子接地的,並不是直接使用導線連線,而一般的MOS在導通狀態也會有mΩ級別的導通電阻。

分析到這裡就很明白了,「低阻態」是IO口相對於GND而言的,那「高阻態」也是相對於GND而言的啦。怎麼把GND和IO口隔離起來達到類似開路的狀態?把下管置於截止狀態就可以了。

這時候推挽的一對管子都是截止狀態,忽略讀取邏輯的話IO口引腳相當於與MCU內部電路開路。考慮到實際電路的MOS截止時並不是完美的開路,有少許的漏電流,所以稱為「高阻態」。

有的資料也把這種狀態稱為「浮空」(Floating),這是因為管子的PN結會帶來結電容,通過IO引腳給電容充電需要一定的時間,那IO引腳處的對地的真實電壓和水面上的浮標隨波漂動類似了。電壓的大小(浮標的位置)不僅和外界輸入的電壓有關,還與時間相關。在高頻IO的情況下,這種現象不能被忽略。

IO引腳處通過結電容接地,電壓「浮」起來了,非常有意思。

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