单片机驱动能力不足的提高方法

单片机驱动能力不足的提高方法

单片机的GPIO口驱动能力有限，不能直接驱动较大功率的负载，如果负载的功率较大必须要考虑采用驱动功率器件的方式，比如说三极管、MOS管以及其他的专用驱动芯片。下面结合几个典型的例子来介绍以下如何提高单片机的驱动能力。

1 使用三极管提高驱动能力

单片机采用何种方式提高驱动能力，主要取决于被控负载。比如说蜂鸣器、继电器这种类型的负载，一般会通过三极管来驱动，单片机控制三极管即可。以通用型的继电器为例，假设5V继电器的线圈所需的工作电流为80mA，那肯定不能通过单片机直接驱动，而三极管就是一个很好的选择。

单片机与三极管的基极连接，只需要通过高低电平信号即可实现继电器的驱动，驱动电流由VCC提供，三极管提供回路。由此实现了单片机驱动大功率负载的目的。

2 使用专用IC提高驱动能力

电机是功率比较大的负载，都是通过专用的驱动IC来驱动的，单片机控制专用IC。以微型直流电机为例。电机通过专用驱动芯片RZ7899来驱动，单片机和RZ7899连接，单片机的控制信号经专用IC后驱动电机，实现电机的转动、调速等功能。

3 驱动小功率，但是数量多的负载

这类比较典型的应用就是流水灯或者是点阵LED屏。单片机的GPIO口数量和驱动能力都有限，需要通过扩展IC来实现，这类常用的IC有74HC595、74HC164、74HC138等。

单片机的输出驱动能力有多大

单片机输出驱动分为高电平驱动和低电平驱动两种方式，所谓高电平驱动，就是端口输出高电平时的驱动能力，所谓低电平驱动，就是端口输出低电平时的驱动能力，当单片机输出高电平时，其驱动能力实际上是端口的上拉电阻来驱动的，实际测试表明，51单片机的上拉电阻的阻值在330K左右，也就是说如果高电平驱动，本质上就是330K的上拉电阻来提供电流的，当然该电流是非常小的，小的甚至连发光二极管也难以点亮，如果要保证LED正常发光，必须要外接一个1K左右的上拉电阻，如果是一个led还好，要是10个、20个led的话，就要接10个、20个1K的上拉电阻，接电阻的本身是可以的，问题是接了上拉电阻以后，每当端口变为低电平0的时候，那么就有10个、20个上拉电阻被无用的导通，假设每个电阻的电流为5mA计算，20个电阻就是100mA，这将造成电源效率的严重下降，导致发热，纹波增大，以至于造成单片机工作不稳，因此很少有采用高电平直接驱动led的，高电平驱动led实际上就是共阴。

低电平驱动就不同了，端口为低电平0时，端口内部的开关管导通，可以驱动高达30多毫安的驱动电流，可以直接驱动led等负载，当端口为低电平0时，尽管内部的上拉电阻也是消耗电流的，但是由于内部的上拉电阻很大，有330K，因此消耗电流极小，基本上不会影响电源效率，不会造成无用功的大量消耗。

因此51单片机是不能用高电平直接驱动led的，只能用低电平直接驱动led，即只能用共阳数码管，而不能直接用共阴数码管。