Atmel start 4: Blinky två-växlar, Pull-Up motstånd och Bit Ops (1 / 11 steg)

Steg 1: Pull-Up Resistor, IO Pin krets och växlarna

Figur 2: (a) begreppet externa omkopplare med inre pull-up resistor. (b) Symbol för npn fototransistor PT och foto-resistor PR-top terminal ansluter till MCU stift liknar växeln. (c) de inre komponenterna för MCU IO stift [1].

Pull-up resistor [12,13] som en del av MCU inre kretsen kan kontrolleras programmässigt för användning med olika enheter, inklusive växlar, öppen kollektor logik enheter, transistorer och sensorer som NPN phototransistors. Det kan dessutom ge en fördefinierade stat för en ingångsstift när det inte har något ansluten till den. Ett fördefinierat sådant förhindrar slumpmässiga vändning av input staten under drift. Såsom anges i den elektriska specifikationer för MCU [1], har allmän IO pin motståndet ett värde av 20k medan Återställ PIN-koden har 30k. Varken värdet skulle fungera väl om en lång tråd har kopplats till stift utan avsluta den vid en lägre impedans (mer som 1k skulle vara bättre). Intressant, ger pull-up resistor tillräcklig nuvarande till svagt driva lysdioder samt som ger bias nuvarande för diskreta arrangerar sedan 20k resistor kan ge upp till 2.5mA.

För exemplet som visas i figur 2a, fäster den fysiska MCU stiftet till en extern och intern motståndet. När växeln är öppen som visas är motståndet drar pin spänningen Vp upp till Vcc (d.v.s. Vp = Vcc). I så fall konverterar MCU pin spänningen Vp till logik värdet 1. Att trycka på brytaren för pin spänningen till noll (dvs, Vp = 0).

Tryckknapp switch kan ersättas av en sensor som en fototransistor (PT i figur 2b) [14]. Här ser rutan på den övre PT terminal till stiftet på MCU visas i figur 2 c. Ljus kommer in i fototransistor producerar elektroner och hål som ersätta den normala bas nuvarande för transistorer. Den förstärkta nuvarande passerar genom pull-up resistor som kan minska pin spänningen Vp nog för MCU att registrera ett noll logik tillstånd. På samma sätt växeln kan ersättas med fotomotstånd (PR i figur 2b) [15] att bli del av en spänningsavdelare mellan PR och pullup. Ljuset absorberas i PR semiconductor skapar hål och elektroner som effektivt ökar konduktiviteten av materialet och därmed sänker dess motstånd. Följaktligen minskar Vp sedan tillräckligt för MCU att registrera en logik noll. Man kan förvänta sig fotomotstånd motståndet variera från cirka 100k ohm till 800 ohm under belysning av nära-mörker till ljus ljus, respektive. Se Specifikationsblad för exakta värden. Det bör noteras att sensorerna som phototransistors och photoresistors vanligtvis skulle anslutas till Analog till Digital omvandlare (ADC) i en MCU så att mätningar för kontinuerlig ändringar kan göras i stället för på / av arten av de digitala ingångarna.

MCU inre hårdvara [1] för IO stift visas i figur 2 c. Programmet styr transistorn, som kan engagera/lösgöra pull-up resistor, genom att använda DDR för att ange PIN-koden som indata, och skriva till stift en logik 1 att engagera pull-up och logik 0 att lösgöra. Som en sida noterar, Observera att PIN-koden har motsvarande två dioder som kan fungera för att skydda pin från liten överspänningar och negativa spänningar. Till exempel i fallet när pin spänningen Vp är större än Vcc då den övre dioden kommer vara partisk fram och det tenderar att förhindra över spänningen från överstiger ca 0.6 volt. Liknande kommentarer gäller för negativa Vp. Dessa dioder klarar dock endast om 1mA - inte mycket skydd!