Paso 1: El Resistor de pull-up IO Pin circuito y los interruptores
Figura 2: (a) concepto de interruptor externo con resistencia interna pull-up. (b) símbolo de npn transistor de la foto PT y fotorresistencia PR – tapa terminal se conecta con el conector MCU similar al interruptor. (c) los componentes internos de la arandela de MCU IO [1].
La resistencia de pull-up [12,13] como parte de la circuitería interna MCU puede controlarse mediante programación para el uso con diversos dispositivos incluyendo interruptores, dispositivos de lógica de colector abierto, transistores y sensores como fototransistores NPN. Además, puede proporcionar un estado predefinido para un perno de la entrada cuando no tiene nada conectado a él. Un estado predefinido previene al azar los bancos del estado entrado durante el funcionamiento. Como se indica en las especificaciones eléctricas para el MCU [1], la resistencia general de pin de IO tiene un valor de 20k mientras que el pin reset tiene 30k. Ni valor funcionaría bien si se ha colocado un alambre largo al pin sin terminar en una menor impedancia (más como 1k sería mejor). Curiosamente, el resistor de pull-up proporciona suficiente corriente débil unidad LED así como proporciona corriente de polarización para etapas discretas desde 20k resistencia puede proporcionar hasta 2.5mA.
Para el ejemplo mostrado en la Figura 2a, el pin físico del MCU se conecta a un interruptor externo y la resistencia interna. Cuando el interruptor está abierto como se muestra, la resistencia tira el voltaje del pin Vp hasta Vcc (es decir, Vp = Vcc). En tal caso, el MCU convierte el voltaje del pin Vp en un valor lógico de 1. Presionar el interruptor trae el voltaje del pin a cero (es decir, Vp = 0).
El pulsador puede ser reemplazado por un sensor como un fototransistor (PT en Figura 2b) [14]. Aquí la caja en el PT superior terminal se refiere a la clavija de la MCU se muestra en la figura 2C. Luz en el fototransistor produce electrones y agujeros que sustituyen a la corriente de base normal para transistores. Paso de la corriente amplificada a través del resistor de pull-up que puede reducir el voltaje del pin Vp suficientemente para el MCU registrar un estado de cero lógica. Además, el interruptor puede reemplazarse con el fotoresistor (PR en la figura 2b) [15] para formar parte de un divisor de tensión entre la PR y la subida. Absorbe la luz en el PR semiconductor crea agujeros y electrones que efectivamente aumenta la conductividad del material y de tal modo reduce su resistencia. Por lo tanto, Vp disminuye entonces suficientemente para que el MCU registrar una lógica cero. Uno puede esperar que la resistencia de la fotorresistencia a varían de unos 100k ohmios a ohmios 800 bajo la iluminación de la luz cerca de oscuro a brillante, respectivamente. Consulte la hoja de especificaciones para los valores exactos. Cabe señalar que los sensores fototransistores como fotorresistores generalmente se conectaría a analógico al convertidor Digital (ADC) en una MCU para que pueden realizar mediciones de variación continua en lugar de la naturaleza de encendido y apagado de las entradas digitales.
En Figura 2 c aparece el hardware interno de MCU [1] para el pasador de IO. El programa controla el transistor, que puede enganchar/desenganchar el resistor de pull-up, utilizando el DDR para configurar el pin como entrada, y escribiendo con el conector de una lógica 1 para realizar el pull-up y la lógica 0 para desactivar. Como nota, Note que el pin tiene el equivalente a dos diodos que puede funcionar para proteger el perno de leve sobretensiones y tensiones negativas. Por ejemplo, en el caso cuando el voltaje del pin Vp es mayor que Vcc, el diodo superior va estar sesgado hacia adelante y tenderá a evitar la tensión supere aproximadamente 0,6 voltios. Comentarios similares aplican para Vp negativo. Sin embargo, estos diodos solo pueden manejar sobre 1mA - protección no mucho!
