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為何很多單片機(jī)的工作電壓是5V
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-04-20 18:41:46
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為何很多單片機(jī)的工作電壓是5V
5V 來自于 TTL 電平。5 為 True,0 為 False,之后用了壓降更低的 PN 節(jié),衍生出了 3.3 這個(gè)電平。
12V 和 24V 來自于汽車電瓶,早年乘用車又 12V 和 24V 兩個(gè)系統(tǒng),現(xiàn)在一般小型車 12V,商用車 24V,再究其由來應(yīng)該是鉛酸電池。
所以 3v3 和 5v 一般出現(xiàn)在信號(hào)電路或者單片機(jī)等 vcc 供電,而 12v/24v 一般出現(xiàn)在低壓動(dòng)力電,例如主板、顯卡、軸流風(fēng)機(jī)、監(jiān)控器。硬件決定系統(tǒng)基礎(chǔ),如果鋰電池早點(diǎn)應(yīng)用的話估計(jì)還會(huì)有 3.7/7.4 這個(gè)系統(tǒng)。
為什么很多單片機(jī)的工作電壓是 5v?
因?yàn)榇蠖鄶?shù)芯片都是 5V 的 TTL 電平,要做到電平兼容,電平匹配,避免要電平轉(zhuǎn)換操作,所有很多單片機(jī)的工作電壓都是 5V。早期(196x)的晶體管電路(TTL)單管的壓降是 0.7v。一個(gè)電路里經(jīng)常有多個(gè)晶體管串聯(lián)。比如 4 管串聯(lián),電源至少保證 0.7x4=2.8v 才能保證電路正常工作。所以最早有 3v 5v 等標(biāo)準(zhǔn)。后來 LM7805(197x)電源 IC 出來以后,5V 成了事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
TTL 指的是 TTL 電平,0~5V 之間,小于 0.2V 輸出低電平,高于 3.4V 輸出高電平。全稱 Transistor-Transistor Logic,即 BJT-BJT 邏輯門電路,是數(shù)字電子技術(shù)中常用的一種邏輯門電路,應(yīng)用較早,技術(shù)已比較成熟。TTL 主要有 BJT(Bipolar Junction Transistor 即雙極結(jié)型晶體管,晶體三極管)和電阻構(gòu)成,具有速度快的特點(diǎn)。最早的 TTL 門電路是 74 系列,后來出現(xiàn)了 74H 系列,74L 系列,74LS,74AS,74ALS 等系列。但是由于 TTL 功耗大等缺點(diǎn),正逐漸被 CMOS 電路取代。TTL 輸出高電平》2.4V,輸出低電平《0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是 3.5V,輸出低電平是 0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平》=2.0V,輸入低電平《=0.8V,噪聲容限是 0.4V。
為什么很多都是 5V,
而且有大量電源芯片支持的也是 5V
電壓浮動(dòng)為 5%,而電壓標(biāo)準(zhǔn),在 A/D 當(dāng)中使用,標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是 5.12V。
單片機(jī)
因?yàn)?512 是 2 的 N 次方,這樣 A/D 的每一個(gè)字都是一個(gè)整數(shù),當(dāng)作為無符號(hào)計(jì)算的時(shí)候,更簡(jiǎn)單,但是沒見到哪個(gè)成品用這個(gè)電壓的,大部分都是 5V,為什么不用呢?
因?yàn)樽?5.12 的標(biāo)準(zhǔn)電壓成本會(huì)成倍增長。5V 與 5.12V 精度差別在百倍,小數(shù)點(diǎn)后 0.12V,基本很難做到高精度標(biāo)準(zhǔn)電壓,市場(chǎng)通用電壓為 5V,上浮一定百分比。
2008 年 11 月發(fā)布的 STC12 系列單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)中,STC12C 系列的單片機(jī)電壓范圍是 3.3~5.5V;STC12L 系列的單片機(jī)電壓范圍是 2.2~3.6V。如果選擇 STC12C 系列的單片機(jī),只要單片機(jī)的工作頻率不是太高,使用 3.7V 供電是沒有任何顧慮的,官方聲稱單片機(jī)的抗干擾能力可以達(dá)到 4000V,但實(shí)際應(yīng)用說法不一。
單片機(jī)
1、大多數(shù)單片機(jī)都是 TTL 電平,各自的高低電平定義不一樣;
2、當(dāng)電源電壓為 5V 時(shí):51,avr 單片機(jī)是 5V;
3、當(dāng)電源電壓為 3.3V 時(shí):51,avr 單片機(jī)高電平是 3.3v;
4、arm 如 lpc2138,電源電壓只能為 3.3v,io 輸出高電平為 3.3V;但 io 口可承受 5V 電壓
現(xiàn)在單片機(jī)工作電壓主要有兩種:一種工作在 3.3V 一種工作在 5V。
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