Работа Вывода Контроллера В Режиме Входа У Avr

[Alex79]

Привет. Народ, подскажите как работает вывод микроконтроллера в режиме входа. Не могу найти в поисковике, что он из себя представляет в данный момент. На нём нулевой потенциал?

В качестве примера - установил DDRx в 0, PORTx тоже в 0, на вывод контроллера через резистор (скажем 10КОм) подключил питание, затем через кнопку на землю. (рисунок)

Если кнопка не нажата, то со стороны питания идут 5 вольт. А со стороны вывода в этот момент нулевой потенциал? В таком случае - логмческая 1.

Тогда если кнопка нажата, и если предположить, что у вывода МК 0-ой потенциал, но ток потечёт в двух направлениях - к ножке МК и через кнопку на 0.

И опять же получается логическая единица на выводе. Что нажата кнопка, что не нажата.

Как на самом деле?

Изменено 28 августа, 2015 пользователем Alex79

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Viktor26]

в режиме входа ножка мк принимает третье состояние, а именно высокоомный вход. ее можно подтянуть к резистором к Uпит. или наоборот к земле. куда подтягивать зависит от того что вы будете контролировать. но подтягивать к земле не есть хорошо, так не делают потому что это увеличивает потребление тока при опросе кнопок. а мы лишнее тратить не хотим.

когда ножка подтянута к Uпит, и через кнопку подключена к земле, то при нажатии на кнопку питание, на участке ножка-резистор-кнопка, уравняется с потенциалом земли. и на ножке будет "0".

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Alex79]

в режиме входа ножка мк принимает третье состояние, а именно высокоомный вход. ее можно подтянуть к резистором к Uпит. или наоборот к земле. куда подтягивать зависит от того что вы будете контролировать. но подтягивать к земле не есть хорошо, так не делают потому что это увеличивает потребление тока при опросе кнопок. а мы лишнее тратить не хотим.

когда ножка подтянута к Uпит, и через кнопку подключена к земле, то при нажатии на кнопку питание, на участке ножка-резистор-кнопка, уравняется с потенциалом земли. и на ножке будет "0".

Зацепился за слово высокоомный. Если правильно понял, при нажатии на кнопку, на ножку МК ничего не пойдёт из-за большого сопротивления. Всё осядет на земле. Так?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Григорий Т.]

Не могу найти в поисковике

Зачем вам поисковик, когда все подробности описаны в даташите на контроллер самим производителем.

[Viktor26]

Объясню проще, возьмите резистор, на один конец прицепите +питания, на другой конец прицепите -питания, теперь к этим концам прицепите мультиметр, он показывает напряжение источника питания, а это значит что Напряжение не прошло, не проехало, не переплыло и т.д. через резистор и на том конце где был "0" там он и остался а где был +5(6,7,100) вольт там и будет +, куда же тогда девается заряд из батарейки??? а он превращается в тепло которое рассеивается на резисторе из-за прохождения ТОКА(не путать с напряжением) через этот резистор

[Alex79]

Дело ясное, что дело тёмное, раз со стороны ножки нет никакого потенциала. Придётся просто поверить на слово, как было сказано, что на участке ножка-резистор-кнопка, уравняется с потенциалом земли. и на ножке будет "0".

[Alex]

Не пойдёт, осядет, нулевой потенциал, ...

Тёзка, выучите закон ОМа. Не в обиду, но Ваши вопросы именно с ним и связаны. Т.к. , если бы Вы его хорошо знали и представляли бы себе что происходит, Вам достаточно было бы услышать ответ - "Вывод МК, настроенный на вход, имеет высокоимпедансное состояние (очень высокое сопротивление)".

[Rafiq]

Дело ясное, что дело тёмное, раз со стороны ножки нет никакого потенциала.

Да дело как раз таки ясное. Раз со стороны ножки нет никакого потенциала (точнее, плавающий) и вывод имеет высокое сопротивление, значит, ее потенциал задается внешними цепями, т.е. если кнопка не нажата, там будет +5, а если нажата - то 0. Первое - лог. 1, второе - лог. 0. Кстати, внешний резистор можно не подключать вовсе, а вместо него использовать внутренний, правда, его сопротивление около 50 кОм, так что надо смотреть по конкретным условиям применения. Может ловить помехи при отжатой кнопке, если она подключена длинными проводами.

Изменено 29 августа, 2015 пользователем Rafiq

[my504]

Вообще то вход контроллера (третье состояние пина) ВСЕГДА имеет ЕМКОСТЬ.

Поэтому контроллер по входу будет видеть НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДА этой емкости.

Именно поэтому вход нужно подтянуть через резистор утечки к ЛЮБОМУ потенциалу 1 или 0 (к питанию или к земле).

В противном случае, состояние входа будет определяться последним присоединенным потенциалом с учетом аппаратной утечки.

Например, коснулись плюсом мультиметра в попытке измерить сопротивление входа относительно земли - там останется единица, Закоротили кратковременно эту ногу на землю - останется ноль, закоротили кратковременно на питание - единица.

Изменено 29 августа, 2015 пользователем my504

[COKPOWEHEU]

Емкость там достаточно мала, так что достаточно сильная помеха вполне может переключать вывод. Плюс саморазряд. А у мультиметра тоже есть входное сопротивление, так что он не покажет ничего (как будто не подключен).

[my504]

А от чего собственно может быть сильная помеха на никуда не подключенном входе?

Или Вы полагаете, что 2 мм входного вывода могут образовать с источником помехи сколь нибудь заметную емкость?

Зато типовой ток утечки входа в третьем состоянии в зависимости от модели контроллера составляет примерно от 10 до 100 пикоАмпер. А входная емкость стандартного КМОП входа составляет примерно 3...5 пФ.

Сиречь время перезаряда емкости от земли до питания током утечки составит примерно 50 секунд.

Что подтверждает и мои слова и мой собственный опыт. Переключить любой КМОП вентиль с открытым входом можно любым источником напряжения, кратковременно коснувшись им входа. Разряжаться он будет ооооочень долго.

Что до мультиметра, то касаться им надо в режиме измерения СОПРОТИВЛЕНИЙ...

Изменено 29 августа, 2015 пользователем my504

[COKPOWEHEU]

От соседнего силового кабеля или от внутренних наводок. Это я наблюдал на практике, правда не на голом выводе, впрочем и голый вывод в DIP-40 будет длиной сантиметра 3.

На примере ATmega8 входное сопротивление аналогового входа 100 МОм, входная емкость любого вывода 10 пФ, значит постоянная RC = 10^-5 c = 10 мкс. Ток утечки аналоговых входов составляет 50 нА, цифровых 1 мкА, это так, для справки. Видимо, Atmel не стремятся к минимальному потреблению.

Переключить КМОП действительно можно любым напряжением, но если не принимать мер предосторожности, он может случайно переключиться обратно.

Если касаться выводом мультиметра в режиме измерения сопротивлений, вывод зарядится до напряжения мультиметра (на одном мультиметре оказалось 2.5 В, на другом 1.4, так что для переключения в лог.1 может не хватить) и узнать остаточный заряд этим прибором будет невозможно.

Собственно, не зря в литературе рекомендуют неиспользуемые входы логических элементов подтягивать хоть к какому-нибудь потенциалу:отчасти опасаются пробоя статикой (впрочем, защитные диоды с этим вроде справляются), а отчасти чтобы не тратить энергию на переключение от наводок.

[my504]

А причем тут аналоговый вход? Аналоговый вход никакого отношения к обсуждаемому тут вопросу цифровых входов не имеет. У аналогового входа и емкость и утечка созданы иными компонентами.

Не знаю какие кабели могут проходить мимо контроллера, возможно даже ЛЭП 220 кВ...

Миф о каких то надуманных помехах на вход - чистая выдумка и следствие дурно разведенной земли.

А подтягивают действительно для уменьшения потребления...

ЗЫ. Напряжение холостого хода всех мультиметров при прозвонке обычно примерно одинаковое - около 3 вольт и вся КМОП шатия-братия легко им открывается. Даже с 5 вольтовым питанием.

[Григорий Т.]

Напряжение холостого хода всех мультиметров при прозвонке обычно примерно одинаковое - около 3 вольт

Только тех, которые питаются от батареи 9 Вольт.

входное сопротивление аналогового входа 100 МОм, входная емкость любого вывода 10 пФ, значит постоянная RC = 10^-5 c = 10 мкс.

Чуть-чуть ошиблись, на пару порядков

[my504]

Только тех, которые питаются от батареи 9 Вольт.

Причем тут 9 вольт?

Фактически все упирается в чувствительность базового вольтметра. А она практически во всех мультиметрах ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ примерно одинаковая.

[COKPOWEHEU]

Не знаю какие кабели могут проходить мимо контроллера, возможно даже ЛЭП 220 кВ...

Именно. Я тоже заранее не могу сказать, в каких условиях будет работать контроллер.

А причем тут аналоговый вход? Аналоговый вход никакого отношения к обсуждаемому тут вопросу цифровых входов не имеет. У аналогового входа и емкость и утечка созданы иными компонентами.

Я специально указал ток утечки аналогового и цифрового входов. Расчет для цифрового получается еще печальнее, потому что ток утечки 1 мкА. Тут пишут, что в некоторых контроллерах используется технология PicoPower, и ток утечки 100 нА, то есть в 10 раз меньше стандартного. Но расчет был для аналогового входа с током 50 нА.

А подтягивают действительно для уменьшения потребления...

ЗЫ. Напряжение холостого хода всех мультиметров при прозвонке обычно примерно одинаковое - около 3 вольт и вся КМОП шатия-братия легко им открывается. Даже с 5 вольтовым питанием.

За счет чего же получится это уменьшение потребления если наводок нет?

Напряжение холостого хода мультиметра зависит от самого мультиметра. Есть модели с питанием от одной пальчиковой батарейки, у них и напряжение не будет больше 1.5 В. Да и это было всего лишь уточнение, что не всегда его хватит для переключения КМОПа (которые, кстати, бывают с питанием и до 12 В).

Чуть-чуть ошиблись, на пару порядков

Точно, согласен. R=100 МОм = 100x10^6 Ом ; С = 10 пФ = 10x10^-12 Ф ; RC = 10^-3 c = 1 мс.

[Григорий Т.]

Причем тут 9 вольт?

Фактически все упирается в чувствительность базового вольтметра. А она практически во всех мультиметрах ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ примерно одинаковая.

Что куда упирается - это демагогия. А я говорю о том, что есть у меня.

[my504]

Именно. Я тоже заранее не могу сказать, в каких условиях будет работать контроллер.

.............

Расчет для цифрового получается еще печальнее, потому что ток утечки 1 мкА. Тут пишут, что в некоторых контроллерах используется технология PicoPower, и ток утечки 100 нА, то есть в 10 раз меньше стандартного. Но расчет был для аналогового входа с током 50 нА.За счет чего же получится это уменьшение потребления если наводок нет?

Вы полагаете, что у ТС контроллер работает вблизи ЛЭП? К чему это?

Да и ЛЭП при корректной конструкции устройства никак влиять не будет.

Еще раз. Слово "наводки" - это ни о чем.

Есть утечки, есть емкостная связь и есть индуктивная связь. Все.

Понятно, что входная емкость будет медленно дрейфовать между потенциалом земли и потенциалом питания из за частично емкостной связи, частично из-за утечек. Все зависит от построения схемы. И понятно, что нужна подтяжка.

Весь мой спич был о "наводках"...

Что касается токов утечки, то речь тут не шла конкретно о Меге8, у которой, к слову, 1 мкА является ПРЕДЕЛЬНЫМ, а не типовым параметром.

То есть во всем диапазоне температур. Температура в данном случае, очень сильно влияет на этот ток. При 25 градусах он на порядок меньше, чем при 85. Текут, я полагаю паразитные диоды КМОП структур.

Из просмотренных мной СТМ, Атмелов, ПИКов, Техасов - типовая утечка от 10 до 100 нА при 25 градусов.

Про высоковольтную CD4000 тут тоже речь не шла, поэтому стрелки переводить не надо.

Изменено 29 августа, 2015 пользователем my504

[COKPOWEHEU]

Еще раз говорю - я не знаю, где у ТСа будет работать контроллер, поэтому хочу предостеречь от надежды на постоянство потенциала на отключенном выводе.

Наводки - появление паразитных токов или (в данном случае) потенциалов вследствие электромагнитного поля. А в общем случае - появление паразитных токов или потенциалов независимо от источника. Короче, не стоить полагаться на емкость вывода, лучше уж повесить на него внешний конденсатор.

В случае контроллеров можно даже не подтяжку, а просто настроить выводы на выход и пусть тогда болтаются в воздухе.

Даже разница утечки от 50 нА, при которой я рассчитывал время заряда, до 1 мкА по даташиу на цифровой вывод и 10-100 нА по вашим данным, может увеличить время заряда до 5 мс.

Про высоковольтную CD4000 тут тоже речь не шла, поэтому стрелки переводить не надо.

То есть двух примеров, отвечающих исходным посылкам про мультиметр и КМОП недостаточно, чтобы вы признали, что омметр не всегда переключает вывод в лог.1?

[my504]

Специально и для "особого" случая.

С помощью практически ЛЮБОГО мультиметра (иных мне не встречалось, хотя прошло через руки туева хуча разных) можно перекинуть в единицу открытый вход любого контроллера.

Может где то в пампасахъ и есть странный мультиметр с питанием от 1,5 вольт (интересно, а что можно им намерить в сопротивлениях?), но у меня даже в лохматых 70-х советский авометр питался от 4,5 вольт (КБСЛ) и имел те же самые примерно 2,5...3 вольта ХХ на диапазоне 200 Ом.

ЗЫ. Электромагнитное поле не создаст "наводок" на открытый вход контроллера. Ну если разве только сунуть его под субмиллиметровый ЛБВ...

Не употребляйте терминов всуе...

[COKPOWEHEU]

Самый что ни на есть примитивный прибор. Хотя "мультиметр" для него и правда слишком громкое слово, максимум - "тестер".

Вы так и не ответили на вопрос: если висящий в воздухе вход не ловит помехи, зачем в литературе рекомендуют сажать его на какое-нибудь питание? Как именно это снижает потребление? В частности, почему вывод Reset контроллеров рекомендуют подтягивать к питанию, несмотря даже на встроенную подтяжку?

[my504]

Вы верно невнимательно читаете написанное.

Я ни в каком месте не отрицал необходимость подтяжки.

Речь шла о ВХОДНОЙ ЕМКОСТИ, которая и является интегратором утечек и фильтром детектируемого диодами КМОПов сигнала получаемого на вход по емкостной связи.

Никакого электромагнитного поля вменяемого уровня, который был бы способен переключить входной Шмитт, там нет и в помине.

Ну если разве не создать такое поле искусственно.

Я это говорю ровно по причине того, что занимаюсь как раз приборами, работающими в переменных магнитных полях с индукцией порядка 0,1 Тл (1000 Гс). Эти приборы содержат, в том числе, и МК. Причем с 12 разрядным АЦП.

Единственный случай когда пришлось сброс повесить прямо на питание - это когда от контроллера до катушки с полем в 200 А*витков

оказывалось расстояние несколько миллиметров. И то было не ясно что там больше детектируется - емкостная составляющая или индуктивная (цепь сброса образует какой-никакой виток).

Изменено 30 августа, 2015 пользователем my504

[COKPOWEHEU]

Я не оспариваю ваш практический опыт, а пытаюсь получить теоретическое обоснование.

Сиречь время перезаряда емкости от земли до питания током утечки составит примерно 50 секунд.

Что подтверждает и мои слова и мой собственный опыт. Переключить любой КМОП вентиль с открытым входом можно любым источником напряжения, кратковременно коснувшись им входа. Разряжаться он будет ооооочень долго.

Если переключить вентиль можно любым источником напряжения, и разряжаться он будет очень долго, зачем ставить подтягивающие резисторы? Существование помех (раз уж вам не нравится слово "наводки") объясняет их необходимость, но для бытовых условий вы их наличие отрицаете. Три порядка разницы времени заряда опустим: вероятно, вы говорили не об AVR, а о чем-то более экономичном.

.

P.S. Ну и чтобы не разводить совсем уж бесполезного флейма с отстаиванием любимых формулировок, ссылка ТСу на принцип работы порта AVR-контроллера (суть у всех контроллеров примерно одинаковая, различаются названия, количество регистров и дополнительные возможности). Ближе к концу тоже самое пояснено с картинками для самых маленьких.

Изменено 30 августа, 2015 пользователем COKPOWEHEU

[my504]

Для кнопок и энкодеров нужно подтягивать для определенности пассивного состояния. Для входов шин - для терминирования (согласования), для малопотребляющих схем скорее по традиции, когда входы тотально не делали Шмиттами. Реально открытый и неиспользуемый вход никакого влияния на работу схемы не оказывает. При ловле последних микроампер потребления в слипе такой вход лучше придавить выходом на ноль или питание.

Поскольку автор темы рассуждал о кнопках, то речь шла именно об определении пассивного состояния входа, а не о помехах.

[Геннадий]

Автора давно уже нет в теме, а вы все копья ломаете.