在單片機輸出低電平時，將允許外部器件，向單片機引腳內灌入電流，這個電流，稱為“灌電流”，外部電路稱為“灌電流負載”。單片機輸出高電平時，則允許外部器件，從單片機的引腳
，拉出電流，這個電流，稱為“拉電流”
，外部電路稱為“拉電流負載”。

 

那麼這些電流一般是多少
？最大限度是多少？

 

早期的51係列單片機的帶負載能力，是很小的，僅僅用“能帶動多少個TTL輸入端”來說明的。P1、P2和P3口，每個引腳可以都帶動3個TTL輸入端
，隻有P0口的能力強，它可以帶動8個。分析一下TTL的輸入特性就可以發現
，51單片機基本上就沒有什麼驅動能力。它的引腳甚至不能帶動當時的LED進行正常發光。

圖1

 

圖1中的D1
、D2就可以不經其它驅動器件
，直接由單片機的引腳控製發光顯示。雖然引腳已經可以直接驅動LED發光，但還是看看AT89C51單片機引腳的輸出能力吧。

 

從AT89C51單片機的PDF手冊文件中可以看到，穩態輸出時，“灌電流”的上限為：

 

MaximumIOLperportpin：10mA；

 

MaximumIOLper8-bitport：Port0：26mA，Ports1
、2、3：15mA；

 

MaximumtotalIforalloutputpins：71mA.

 

這裏也就是說每個單個的引腳，輸出低電平的時候，允許外部電路，向引腳灌入的最大電流為10mA。每個8位的接口（P1、P2以及P3），允許向引腳灌入的總電流最大為15mA，而P0的能力強一些，允許向引腳灌入的最大總電流為26mA。

 

全部的四個接口所允許的灌電流之和
，最大為71mA。而當這些引腳“輸出高電平”的時候，單片機的“拉電流”能力呢
？結果竟然不到1mA。

 

結論就是：單片機輸出低電平的時候
，驅動能力尚可，而輸出高電平的時候，就沒有輸出電流的能力。

 

由於芯片的內部引腳和地之間三極管的存在
，所以引腳具有下拉的能力，輸出低電平的時候
，允許灌入10mA的電流。而引腳和正電源之間，有個幾百K的“內部上拉電阻”，所以，引腳在高電平的時候，能夠輸出的拉電流很小。特別是P0口，其內部根本就沒有上拉電阻
，所以P0口根本就沒有高電平輸出電流的能力。

 

圖1中的D1，是接在正電源和引腳之間的
，這就屬於灌電流負載，D1在單片機輸出低電平的時候發光。這個發光的電流
，可以用電阻控製在10mA之內。D2是接在引腳和地之間的，這屬於拉電流負載，D2應該在單片機輸出高電平的時候發光。但是單片機此時幾乎沒有輸出能力
，必須采用外接“上拉電阻”的方法來提供D2所需的電流。

 

外接電路如果是“拉電流負載”，要求單片機輸出高電平時發揮作用，那就必須用“上拉電阻”來協助，產生負載所需的電流。

 

 

圖1中可以看到，D2發光，是由上拉電阻R2提供的電流
，D2導通發光的電壓約為2V，那麼發光的電流就是：（5-2）/1K，約為3mA。

 

而當單片機輸出低電平（0V）

，D2不發光的時候，R2上拉電阻兩端的電壓
，比LED發光的時候還高，達到了5V
，其中的電流是5mA。LED不發光的時候，上拉電阻給出了更大的電流。並且

，這個大於正常發光的電流
，全部灌入單片機的引腳。

 

如果在一個8位的接口
，安裝了8個1K的上拉電阻，當單片機都輸出低電平的時候，就有40mA的電流灌入這個8位的接口。如果四個8位接口
，都加上1K的上拉電阻，最大有可能出現32×5=160mA的電流，都流入到單片機中。這個數值已經超過了單片機手冊上給出的上限。如果此時單片機工作不穩定，就是理所當然的了。

 

從以上的文章中可以看到，在單片機IO驅qu動dong能neng力li上shang，還hai是shi采cai用yong灌guan電dian流liu的de模mo式shi比bi較jiao合he理li，而er拉la電dian流liu負fu載zai和he上shang拉la電dian阻zu會hui造zao成cheng電dian路lu中zhong產chan生sheng無wu效xiao的de電dian流liu。本ben文wen通tong過guo多duo方fang麵mian的de分fen析xi與yu論lun證zheng幫bang助zhu大da家jia對dui理li清qing上shang拉la電dian阻zu在zai單dan片pian機ji電dian路lu中zhong某mou些xie應ying用yong的de弊bi端duan。