Дискретні виходи
Виходи мікроконтролера, як і входи, можуть бути аналоговими і дискретними.
У сучасних мікроконтролерах з метою зменшення кількості висновків на корпусі мікросхеми та зменшення розмірів самої мікросхеми, майже завжди висновки роблять універсальними. Тобто такий висновок може працювати як вхід, чи як вихід. Крім того, зазвичай він може працювати як аналоговий, і як дискретний. У якому режимі працює окремий висновок - встановлюється програмно.
Але в цій статті ми говоритимемо саме про дискретні виходи, тобто про те, що це таке, для чого вони потрібні і як використовуються (загалом).
Початківцям раджу спочатку прочитати статті про дискретні та аналогові входи, де також розказано про дискретні та аналогові сигнали.
Так як вхідний сигнал від вихідного відрізняється лише напрямком, то багато з того, що сказано в статті про дискретні входи, справедливо і для дискретних виходів.
Одним з найпростіших, але в той же час найбільш важливих та поширених застосувань дискретних виходів мікроконтролера можна вважати керування різними пристроями.
Дискретний вихід може виконати лише одну з двох дій - або увімкнути пристрій або вимкнути його. Точніше, ці дії виконує програма мікроконтролера, а дискретний вихід - це апаратна частина мікроконтролера, яка підпорядковується процесору (структура мікроконтролера описана тут).
Нижче на малюнку дуже спрощено показано схему дискретного виходу.
Як бачите, є два варіанти включення. У першому варіанті навантаження включається подачею вихід логічного нуля. А в другому – поданням логічної одиниці.
Більше зручно включати навантаження подачею логічної одиниці.Але тут є одне зауваження - багато мікроконтролери в такому варіанті включення здатні віддавати в навантаження менший струм, ніж у першому випадку.
Наприклад, при включенні за першою схемою можна підключити світлодіод безпосередньо до виходу мікроконтролера. А за другою схемою цього зробити зазвичай не можна (точніше, можна, але світлодіод не світитиметься, оскільки опір внутрішнього резистора в мікроконтролері занадто великий).
Найбільше значення струмів, які може видавати дискретний вихід мікроконтролера у тому чи іншому режимі, можна в технічної документації на конкретний прилад.
Перша схема включення зазвичай використовується для управління навантаженням до декількох десятків мА (наприклад, світлодіодами).
Друга схема включення використовується рідше через те, що так можна керувати лише дуже малопотужним навантаженням. Наприклад, якщо вихід мікроконтролера підключено до входу іншого мікроконтролера або якоїсь мікросхеми.
І ще одне дуже важливе зауваження.
Наприклад, до дискретного виходу мікроконтролерів серії AVR зазвичай можна підключати навантаження до 20 мА. Але крім обмеження щодо одного виходу, існує також загальне обмеження по всіх портах вводу-виводу.
Якщо, наприклад, це обмеження дорівнює 100 мА, виходить, що ви можете підключити найбільше навантаження тільки до п'яти дискретних виходів (100 / 20 = 5).
І якщо при цьому у мікроконтролера залишаються вільні виходи, то до них ви вже не можете нічого підключити, тому що буде перевищено значення найбільшого допустимого загального навантаження на всі виходи.
Тому, коли ви розробляєте пристрій на мікроконтролері, слід підбирати такий мікроконтролер, який впорається з вашим навантаженням повною мірою. Або продумувати, як зменшити навантаженняна виходи (зробити це можна, як я вже казав, за допомогою транзистора чи будь-якої спеціалізованої мікросхеми).
Мікроконтролери для ЧАЙНИКІВ