MCU: n I / O-nastoilla on edelleen usein heikompaa taajuusmuuttajan lähtövirtaa kuin uppoamisvirtaa.
Tyypillisessä CMOS-MCU-lähdössä, kun he ajavat MATALAA, he kytkevät päälle N-kanavan MOSFETin; ja kun he ajavat KORKEAsti, he käynnistävät P-kanavan MOSFETin. (He eivät koskaan kytke molempia päälle samanaikaisesti!) N-kanavan ja P-kanavan välillä sovellettavien liikkuvuuserojen vuoksi (noin 2 - 3-kerroin), P- kanavalaitteella on samanlainen "laatu" kuin kytkimellä. Jotkut menevät siihen ylimääräiseen vaivaan. Jotkut eivät. Jos ei, kyky upottaa (N-kanava) tai lähde (P-kanava) virta on erilainen.
Jotkut niistä ovat almost symmetrisiä, koska ne voivat hankkia melkein yhtä paljon kuin uppoaa. (Tämä tarkoittaa vain sitä, että ne ovat suunnilleen yhtä hyvät kytkennät maahan kuin kytkimet virtalähteeseen.) Mutta vaikka ylimääräisiä ongelmia yritetäänkin, on muitakin asioita, joiden vuoksi on epätodennäköistä, että nämä kaksi laitetta ovat täysin samanlaisia ja Lähde on yleensä, että hankintapuoli on edelleen ainakin jonkin verran heikompi.
Mutta viime kädessä on aina hyvä mennä katsomaan itse taulukkoa nähdäksesi. Tässä on esimerkki mallista PIC12F519 (yksi Microchipin halvimmista osista, joka sisältää edelleen sisäistä, kirjoitettavaa haihtumatonta tallennustilaa tiedoille.)
Tämä kaavio näyttää matalan lähtöjännitteen (pystyakseli) ja matalan uppoamisvirran (vaaka-akseli), kun keskusyksikkö käyttää \ $ V_ {CC} = 3 \: \ textrm {V} \ $ :
Tämä kaavio näyttää HIGH-lähtöjännitteen (pystyakseli) ja HIGH-lähtövirran (vaaka-akseli) myös silloin, kun keskusyksikkö käyttää \ $ V_ {CC} = 3 \: \ textrm {V} \ $ :
Voit helposti nähdä, etteivät he edes vaivaudu yrittämään näyttää saman uppoamisen vs. hankinnan nykyiset ominaisuudet.
Jos haluat lukea ne, valitse virta, joka on samankaltainen molemmissa kaavioissa (hyvin vaikeaa, eikö niin?) Valitaan \ $ 5 \: \ textrm {mA} \ Ensimmäisessä kaaviossa $ ja toisessa \ $ 4 \: \ textrm {mA} \ $ . (Noin niin lähellä kuin voimme saada.) Voit nähdä, että PIC12F519 laskee tyypillisesti noin \ $ 230 \: \ textrm {mV} \ $ ensimmäiseen, ehdottaa sisäistä vastusta noin \ $ R_ {LOW} = \ frac {230 \: \ textrm {mV}} {5 \: \ textrm {mA}} \ noin 46 \: \ Omega \ $ . Vastaavasti voit nähdä, että PICF519 putoaa tyypillisesti noin \ $ 600 \: \ textrm {mV} \ $ toiseen kaavioon, mikä viittaa sisäiseen vastukseen noin \ $ R_ {HIGH} = \ frac {600 \: \ textrm {mV}} {4 \: \ textrm {mA}} \ noin 150 \: \ Omega \ $ . Ei kovin samanlainen. (HUOMAUTUS: Olen poiminut tietoja \ $ 25 ^ \ circ \ textrm {C} \ $ . Käyristä.)
Joten jos suunnittelisit tämän MCU: n piiriksi, jossa halusit ohjata suoraan \ $ 2 \: \ textrm {V} \ $ -merkkivaloa noin \ $ 10 \: \ textrm {mA} \ $ , millä tavalla you johtaisi sen? On selvää, että sinun on pidettävä LOW-asetusta PÄÄLLÄ-tilana, koska se on ainoa tapa, jonka mukaan lomakkeessa sanotaan, että saatat menestyä ollenkaan ilman ulkoista transistoria, joka parantaa lähdön nykyistä vaatimustenmukaisuutta.
[Voit myös ottaa huomioon, että yllä olevat laskelmat läheisillä uppoamis- ja lähtövirroilla näyttävät osoittavan kahta vastusarvoa, jotka ovat suunnilleen kolmen tekijät toisistaan (noin \ $ 50 \ : \ Omega \ $ vs \ $ 150 \: \ Omega \ $ .) Tämä ei todennäköisesti ole sattumaa alussa mainitsemiesi liikkuvuuserojen kanssa. , että P-kanavan ja N-kanavan mosfettien välillä.]
Historiallinen huomautus
TTL-sarjan IC: t, jotka tulivat laajemmin saataville 1970-luvun alussa, rakennettiin NPN: n BJT: n pohjalta, ja ne pystyivät vain upottamaan merkittäviä virtauksia. He pystyivät tuottamaan vain suhteellisen pieniä virtoja. Tässä on esimerkkitaulukko TTL: stä:
Huomaa, että \ $ I_ \ text {OL} = 16 \: \ text {mA} \ $ ja riittää LEDin käyttämiseen, mutta \ $ I_ \ text {OH} = - 400 \: \ mu \ text {A} \ $ eikä riitä (useimmissa tapauksissa.)
Noina päivinä ei ollut paljon vaihtoehtoa. Tämän seurauksena löydät usein TTL-perheen IC: t, jotka käyttävät käänteisiä lähtöjä, jotka ovat suositeltavia aikaisemmalle julkaisulle kuin vastaavat paketit, joissa on ei-käänteiset lähdöt.
Klassinen esimerkki, jonka muistan hyvin, koska käärin omaa 7400-tietokonettani jo vuonna 1974, on 7489. Tämä on 64-bittinen 16x4-RAM, jossa on täydentävä , avoin keräilijä. lähdöt, julkaistiin vuotta aiemmin noin vuonna 1973. Se complemented tallennetut tiedot lähtöön. Käytin tätä tosiasiaa tietojen näyttämiseen suoraan, käyttämällä LED-valoja, mutta kykenen kuitenkin edelleen ajamaan muuta logiikkaa RAM-tietojen lähtöarvoista riippuen. Olen melko varma, että en ole ainoa, joka nautti tästä tosiasiasta ja epäilen, että se ilmoitti tämän varhaisen RAM-osan suunnitteluvalinnasta.
Tuolloin olimme kaikki käyttäneet laajasti avoimen keräilijän ulostuloja vetovastuksilla. Nämä tarjoavat eräänlaisen "köyhän miehen" version kolmesta ilmoituksesta, ja se oli suunnilleen ainoa kätevä tapa tukea linja-autoa, jolla on useita lähtöjä.
Paremmat ja vähemmän energiaa nälkäiset kolmoistulokset tulivat lopulta näyttämölle tukemaan useita "puhujia" bussissa. He olivat erittäin houkuttelevia saapuessaan ja aloin pelata heidän kanssaan. Mutta en koskaan itse tehnyt suurta projektia käyttämällä niitä. Niiden ilmestyessä olin kiinnostunut muista asioista.
Joten se oli paljon myöhemmin, että näimme 74189. Tämä on myös 64-bittinen 16x4-RAM, jossa on täydentävä ulostulo, mutta avoimen keräilijän sijasta se tarjosi kolmen tilan tukevan ulostulon. Täällä he päättivät sovittaa ID-numeron aikaisempaan 7489: ään, joten lähtö oli myös tallennetun arvon complemented versio. Mutta ei enää avointa keräilijää. Oletan, että tätä laskutettiin "korvaavaksi" tapauksissa, joissa avoimen keräilijän hankkeista siirryttiin kolmen valtion tiloihin ja joissa jäljellä olevan logiikan odotettiin edelleen tuottavan täydentäviä tuloksia ja projektin omistaja (t) halusivat keskittyä vain väylämenetelmää, eikä halunnut lisätä inverttereitä suunnitteluun.
74219 rajoitti tämän uudella 64-bittisen 16x4-RAM-muistin versiolla, myös tri-state-yhteensopivilla lähdöillä, mutta nyt uncomplemented -lähdöllä. Tämä koski uusia malleja, joiden ei tarvinnut noudattaa aiempien vuosien aikaisempaa täydentävää tulostustyyliä.