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到底什么是I/O的驱动能力?

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豌豆爹|  楼主 | 2023-3-14 10:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

经常会听到MCU某I/O的驱动能力是xxmA,那么到底什么是驱动能力呢?如果某IO的驱动能力是5mA,它就输出不了超过5mA的电流了吗?为什么IO的驱动能力有差异呢?

要回答以上问题,需要先了解MCU内部的I/O结构,

当输出高电平1时,I/O内部VDD经过PMOS流向I/O引脚,如下图红色箭头所示,


这时驱动能力是指,在输出电流小于等于最大输出电流的情况下,I/O引脚可以正常的输出逻辑1。

P-MOS管的源极(S)接VDD,当MCU输出1时,P-MOS管导通,电流从源极(S)流向漏极(D)。I/O引脚外接负载大小不同,流过P-MOS管的电流、VDS(源漏电压)就会不同。输出电流越大,VDS越大,I/O电压就越小。当电压低到Voh时的这个输出电流,就表示驱动能力。

当输出低电平0时,I/O引脚经过N-MOS流向I/O内部VSS,如下图红色箭头所示

这时驱动能力是指,在小于等于最大输入电流的情况下,I/O引脚可以正常的输出逻辑0。道理同上,流过N-MOS电流越大,N-MOS产生压降越大,I/O口电压越大。当电压达到逻辑0的最高电压Vol时,这时的电流就表示驱动能力。

以上看明白后,文章开头的3个问题也就有了答案,

1、I/O驱动能力是指在同时满足Voh(输出引脚为逻辑1时的最小电压值) 和 Vol(输出引脚为逻辑0时的最大电压值)前提下,最大可以输出和吸收的电流大小。Voh和Vol的值在芯片数据手册中可以查到。

2、如果某I/O的驱动能力是5mA,并不是表示它输出不了超过5mA的电流,只是当输出电流超过5mA之后,它的输出电压会下降,电压会小于Voh。

3、I/O驱动能力的差异来源于MOS管自身的特性,要想过电流能力大,MOS管体积就要大,芯片所需的面积就会更大,成本自然也会更高。所以通常MCU只是一部分I/O具有高驱动能力,并不是每一个I/O都做成了高驱动能力。

说了这么多,其实可以用下面这个简单的电路来解释,

MCU的IO引脚上外接一个电阻到GND,只要这个电阻不是太小,那么IO引脚的电压是基本不变的,只是微小的下降。电阻很小、电流较大时,电压会明显下降。

感兴趣的可以实际测试下,不过要注意别把电流整太大烧坏IO哦。

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沙发
AdaMaYun| | 2023-3-14 15:19 | 只看该作者
单片机的io是有驱动能力限制的,特别输出高电平的时候

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板凳
tpgf| | 2023-4-12 13:15 | 只看该作者
那么我们在平时使用的时候有办法增强io的驱动能力吗

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地板
renzheshengui| | 2023-4-12 13:40 | 只看该作者
tpgf 发表于 2023-4-12 13:15
那么我们在平时使用的时候有办法增强io的驱动能力吗

可以考虑用io口控制专用的驱动芯片

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5
wakayi| | 2023-4-12 14:01 | 只看该作者
tpgf 发表于 2023-4-12 13:15
那么我们在平时使用的时候有办法增强io的驱动能力吗

如果不外扩芯片或者自己搭建电路 基本上不太可能

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6
wowu| | 2023-4-12 14:40 | 只看该作者
需要重新发一下电路 现在无法显示了

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xiaoqizi| | 2023-4-12 15:41 | 只看该作者
总而言之 就是别直接用io引脚带负载

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木木guainv| | 2023-4-12 15:56 | 只看该作者
其实是不是可以描述为io的输出功率呢

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chenjun89| | 2023-4-12 22:20 | 只看该作者
MCU的IO只是起信号控制的,内部管子结构和引线都决定了驱动电流大小。

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10
chenjun89| | 2023-4-12 22:20 | 只看该作者
MCU的IO只是起信号控制的,内部管子结构和引线都决定了驱动电流大小。

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11
primojones| | 2023-4-17 18:11 | 只看该作者
通常可以通过IOH和IOL两个参数来描述。

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updownq| | 2023-4-18 10:20 | 只看该作者
灵动MCU提供了多种型号和系列以满足不同应用场景和需求,需要根据具体情况进行选择。

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13
linfelix| | 2023-4-18 11:02 | 只看该作者
高端灵动MCU的I/O驱动能力会更强,而低端灵动MCU的I/O驱动能力则会相对较弱。

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14
modesty3jonah| | 2023-4-18 11:23 | 只看该作者
如果芯片的I/O驱动能力不足,则有可能导致外部器件无法正常工作或者出现误差、干扰等问题。

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hudi008| | 2023-4-18 12:02 | 只看该作者
IOH表示输出高电平时的最大驱动电流,IOL表示输出低电平时的最大驱动电流。

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16
tabmone| | 2023-4-18 13:52 | 只看该作者
I/O的驱动能力指的是芯片的引脚输出电流能力

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17
iyoum| | 2023-4-18 14:26 | 只看该作者
在进行芯片选择时,需要根据具体的应用需求和器件特性来评估和选择合适的型号和系列。

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18
burgessmaggie| | 2023-4-18 14:32 | 只看该作者
I/O的驱动能力对于嵌入式系统设计非常重要,因为它直接影响到外部器件的驱动能力和工作稳定性。

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19
hearstnorman323| | 2023-4-18 16:24 | 只看该作者
I/O的驱动能力对于嵌入式系统设计至关重要

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20
tifmill| | 2023-4-18 16:37 | 只看该作者
灵动MCU提供了多种型号和系列,在I/O驱动能力上也有所区别。

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