关于stc单片机I/O驱动电流的问题

Question

之前我将单片机串口与lcd串口连起来，但单片机一直不能向lcd发数据。后来师兄就在TXD上加了上拉电阻就可以了。单片机手册上说I/O的驱动能力达到20mA。那当这个I/O口用作串口时的驱动电流也是这么大吗？加了上拉电阻，难道是20mA的电流驱动不了液晶的串口，所以还要加上拉电阻？还是说单片机的串口根本没有驱动电流，所以必须外接上拉电阻？

Answer 1

呵呵……高中物理电路部分没好好学吧。这个类似于电源的内阻。
输出电流越大，消耗在内部的电压压降就越大。输出电压＝5v－内部压降。
51单片机的上拉管典型阻值20k，若外部开路，在内部的压降＝0，输出就是5v，
如果io接个5k电阻到gnd，那么外部电阻的电压＝5v÷（5＋20）×5＝1v，而外部5v电阻上的电流也才1v/5k＝200ua。
所以你接100r的电阻，io的输出电压更本就很小了，更本达不到5v÷100r=50ma的水平，
一般来说高电平输出能力也就100－200ua，低电平输出能力8ma－10ma(at89c2051等io已强化，可吸入20ma电流)。这么小的电流驱动数码管，你就自己看吧。所以才加三极管驱动。
数码管20ma的电流一般是偏大的，静态显示时，一般选5－15ma即可。动态显示可适当加大至20ma左右，不然亮度偏低。
一般三级管的静态放大值取100就可以估算。比如驱动一个5v线圈继电器。线圈内阻是120r，估算驱动电流有40ma，单片机一般只能输出10ma，驱动不了。那么考三极管驱动，基极驱动电流＝40ma/100＝400ua>200ua，
若使用pnp型三极管，则使用低电平驱动，基极电阻＝（5－0.7）v÷0.4ma＝10k，
若使用npn型三极管，使用高电平驱动，200ua电流不够，要使用上啦电阻产生至少200ua电流，上啦电阻＝（5－0.7）v/0.2ma＝21.5k
这些计算值都是临界值，要保险点就在这个值的基础上稍微选小一点就ok

Answer 2

一般lcd驱动电流不是通信口来提供的，通信口只负责数据交换。你这个现象可能是因为单片机电压达不到标准（STC单片机上拉能力不行的灌电流是20ma）和传输线路远导致数字信号衰弱，受到干扰很容易就凸显出来，加个上拉电阻或者总线收发器可以有效解决这个问题。追问

外接上拉电阻的作用就是为了增加拉电流，才足以发送数据。不是为了驱动负载，跟负载无关。。。我这样理解对吗

Answer 3

单片机手册上说I/O的驱动能力达到20mA,
是指单片机I/O的 灌电流（灌入电流）而其 拉电流（流出电流）是很小的追问

灌电流是说给I/O灌入电流的意思吗？就是指的下拉能力？

追答

这么理解也可以

追问

外接上拉电阻的作用就是为了增加拉电流，才足以发送数据。不是为了驱动负载，跟负载无关。。。我这样理解对吗

追答

这么说吧，因为 拉电流 能力 很小，如果负载电阻小一点，在高电平时 I/O 口电圧会被拉低
这样与 I/O 连接的 数据 端口 就不能 识别 高低 电平，一般加一个 10K 上拉电阻就没有问题了。

追问

我用的stc15系列的单片机，给IC负载发送数据。如果设置为推挽模式，就还得每个都接限流电阻喽？如果是传统的弱上拉模式，就还得每个都外接上拉电阻了？这样不会显得很麻烦吗

追答

一般时钟线设置为推挽模式 问题不大，双向数据线 就不行，最好还是用传统的弱上拉模式，
其实 也就是 在 双向数据线上 加个上拉电阻 就可以。

追问

设置为推挽模式就得加限流电阻。。。。应该只有少数IC需要吧。大部分弱上拉就行

追答

这需要 看使用状况，设置为推挽模式 一般是 纯输出 驱动模式，
双向数据线输出/输入 绝对不要设置成推挽模式，否则会贿坏单片机。

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Answer 4

STC默认IO口是高阻，没上拉的，要置1得配置下工作模式