Stap 1: De Pull-Up weerstand, IO Pin Circuit, en de schakelopties
Figuur 2: (a) Concept van externe schakelaar met interne pull-up weerstand. (b) symbool van npn foto-transistor PT en foto-weerstand PR-top terminal verbindt met de MCU pin vergelijkbaar met de schakeloptie. (c) de interne componenten voor de MCU IO-pin [1].
De pull-up weerstand [12,13] als onderdeel van de interne circuits van MCU programmatisch kan worden aangestuurd voor gebruik met verschillende apparaten zoals switches, open collector logica apparaten, transistors en sensoren zoals NPN fototransistoren. Bovendien, kan het voorzien in een vooraf gedefinieerde staat een invoer pin wanneer het hoeft niet iets aangesloten. Die een vooraf gedefinieerde staat voorkomt u dat willekeurige wegknippen van de ingang staat tijdens operatie. Zoals vermeld in de elektrische specs voor de MCU [1], heeft de algemene IO-pin weerstand een waarde van 20k terwijl de resetpin 30k. Noch waarde zou goed werken als een lange draad aan de pin zonder beëindiging van het op een lagere impedantie (meer als 1k zou beter) zijn gekoppeld. Interessant, biedt de pull-up weerstand voldoende stroom zwak station LEDs zo goed zoals bias huidige biedt voor discrete stadia sinds de 20k weerstand kan bieden tot 2.5mA.
Voor het voorbeeld in Figuur 2a, hecht de fysieke MCU-pin aan een externe schakelaar en de interne weerstand. Wanneer de schakelaar geopend is zoals aangegeven, de weerstand trekt de pin spanning Vp tot Vcc (dat wil zeggen, Vp = Vcc). In een dergelijk geval zet de MCU de pin spanning Vp in de waarde van een logica van 1. De pin spanning op de schakelaar te drukken brengt op nul (dat wil zeggen, Vp = 0).
De Drukknopschakelaar kan worden vervangen door een sensor zoals een fototransistor (PT in figuur 2b) [14]. Het vak op de bovenste PT terminal verwijst hier naar de pin op de MCU weergegeven in figuur 2 c. Licht in de fototransistor produceert elektronen en gaten die voor de normale basis huidige voor transistoren vervangen. De versterkte stroom loopt door de pull-up weerstand waardoor de pin spanning Vp genoeg voor de MCU te registreren een nul logica staat kan verminderen. Ook de schakelaar kan worden vervangen door de fotoweerstand (PR in figuur 2b) [15] deel gaan uitmaken van een scheidingslijn van de spanning tussen de PR en de pullup. Licht geabsorbeerd in de PR halfgeleider maakt gaten en elektronen die effectief verhoogt de geleidbaarheid van het materiaal en daarmee verlaagt de weerstand. Bijgevolg, Vp dan vermindert voldoende voor de MCU te registreren een logica nul. Men kan verwachten dat de fotoweerstand weerstand tegen variëren van ongeveer 100k ohm tot 800 Ohm onder de verlichting in de buurt van donker naar helder licht, respectievelijk. Verwijzen naar de spec sheet voor exacte waarden. Opgemerkt moet worden dat de sensoren zoals fototransistoren en photoresistors meestal zou worden aangesloten op de analoog naar Digitaal Converter (ADC) in een MCU zodat metingen voor continu variaties kunnen worden gemaakt in plaats van de aan / uit-aard van de digitale ingangen.
De MCU interne hardware [1] voor de IO-pin wordt weergegeven in figuur 2 c. Het programma bepaalt de transistor, die kan gaan/los de pull-up weerstand, met behulp van de DDR tot de pincode instellen als input, en schrijven naar de pin een logica 1 aan de pull-up en logica 0 los te. Als bijeffect notitie, u ziet dat de pin het equivalent van twee diodes die ter bescherming van de pin van lichte overspanningen en negatieve spanningen kan functioneren. Bijvoorbeeld in het geval wanneer de pin spanning Vp Vcc groter is dan de bovenste diode vooruit een vertekend beeld geven zal en het de neiging om te voorkomen dat de spanning van meer dan ongeveer 0,6 volt. Soortgelijke opmerkingen gelden voor negatieve Vp. Deze dioden aankan echter alleen over 1mA - niet veel bescherming!
