原创 单片机IO口的驱动能力

单片机的IO是有驱动能力限制的，特别是输出为高电平的时候，是有限制的。我们来看单片机的IO口在输出时电路结构：

通过等效我们可以做出如下的模型

因此我们通过测试可得到每个IO口的输出能力，上拉或下拉电阻实际包括两部分组成，实际上拉/下拉电阻+Mos管的Rdson。

如果超过了这个电流，负载电路再减小的时候，输出电压就会持续的降低。

因此我们在实际输出接口要考虑不同芯片的电压和输入和输出的能力，根据实际的计算来考虑设置模式或者限制电流。以上测试都是在负载电容50pf左右的时候。
在驱动容性负载的时候，由于初始充电电流比较大，因此波形可能变得很缓。因此随着负载容性的增大，信号变得越缓，但容性超过一定程度的时候，IO口的电流不注意承担的时候，就很容易出现问题。

我们在设计单片机输出的时候，一定要注意IO口的输出能力和输出电平是否可以接受，其次是负载类型会不会造成信号不良或对IO口本身造成伤害。
前面博文中有提到，IO直接接地的问题就是源于IO内部可能存在内部上拉，（51系列P1，P2，P3做输出口都是内部上拉），如果程序紊乱，寄存器设置为高电平，就会出现电流猛增，造成单片机的损坏，但这不是一定的，属于设计风险。