Схема живлення мікрочіпа PIC16F88

Я походжу зі світу програмного забезпечення, де я почуваюся як вдома - я витрачаю багато часу на написання коду. Я не почуваюся як вдома у світі електроніки та проектування схем. Я дійсно хотів би дізнатись більше про електроніку та проектування схем. Я знаю, що міг би і в цьому добре обійтись, якби тільки мав для цього інтуїцію - чого мені так очевидно і відчайдушно бракує.

Один проект, який я придумав, щоб спробувати подолати розрив між цими двома світами, - це програмування мікрочіпу, зокрема PIC16F88 (зокрема, не надто прив’язаний до цієї моделі, я просто вибрав цю, тому що, як я чув, відносно просто пограти з нею). Я впевнений, що коли мова зайде про написання коду, мені буде зручніше, але спочатку я хотів би побудувати схему.

Я думаю, тут не буде задіяно багато компонентів. Я думав, перше, що я хотів би спробувати зробити, це просто зробити так, щоб мікрочіп вмикав і вимикав світлодіод з інтервалом в 1 секунду. Класно, що тепер? Саме з цього починається моя проблема.

Мій перший імпульс - розробити схему так само, як я спроектував просту схему світлодіодного освітлення. Виберіть потрібний струм (у випадку одного світлодіодного індикатора для саду)

20 мА), визначте відповідне падіння напруги з таблиці даних світлодіода, відніміть падіння напруги від загальної напруги, що забезпечується джерелом живлення/акумулятора, і, нарешті, використовуйте закон Ома, щоб визначити необхідний опір для обмеження струму до бажаного значення.

Ну, скільки струму забирає ІС? Скільки занадто мало, скільки занадто багато? Я усвідомлюю, що ІС - це зовсім інша тварина, ніж світлодіод, але на цьому моє розуміння закінчується. Очевидно, з моїм підходом має бути щось не так - у таблиці даних навіть не згадується про поточний (принаймні, я не розумію жодних термінів), однак інші люди, очевидно, можуть чудово спроектувати та запустити цей чіп. Я усвідомлюю, що те, скільки струму забирає ІС, залежить від ІС та додатка, і що існують такі речі, як струм спокою та струми вхідного поглинача/вихідного джерела (те, що я знаю ці слова, не означає, що я їх повністю розумію) - так де я можу знайти цю інформацію? Конкретні числа? Чи варто мені взагалі використовувати цей наївний підхід для побудови цієї більш складної схеми? Я знаю, що не існує змови, яка намагається приховати від мене інформацію, але, чесно кажучи, іноді в моїй подорожі електронікою та дизайном схем складається враження, ніби є приховані знання, які мені заперечують.

Якщо хтось може пролити світло на мою проблему (-и) або надати інтуїцію або загальні вказівки щодо того, як знайти інформацію, необхідну для побудови схеми, я був би вдячний (-а). Також, якщо це можливо, поясніть це, ніби мені п’ять років.

pic16f88

4 відповіді 4

Ваш підхід до світлодіодного дизайну, як правило, правильний.

Технічний паспорт світлодіодів може припускати, що струм 20 мА є максимальним значенням. Сучасний, ефективний світлодіод дуже яскравий з 20 мА. У темряві з пристосованими до темряв очима ви можете побачити, як світлодіод починає світитися з 0,05 мА.
Приблизний проектний струм для ефективного світлодіода може становити близько 1 мА. це не підкреслить штифт вводу-виводу PIC. 20mA вимагає, щоб штифт вводу-виводу працював досить важко.

У паспорті Microchip для PIC16F88 представлені специфікації постійного струму, які встановлюють певні обмеження напруги та струму штифтів GPIO (вхід/вихід) (частина, відрізана нижче). Відповідною частиною є \ $ V_

    , V _ \ $ для Порти вводу/виводу:

    Здається, штифт вводу-виводу може подавати струм (8,5 мА) з меншим напруженням, ніж він може подавати струм (1,6 мА). Це не обмеження, а є єдиною точкою даних у межах максимальних обмежень, зазначених в інших місцях (Розділ 18.0 стверджує, що максимальний струм на будь-якому одному штифті вводу-виводу не повинен перевищувати 25 мА).
    Поглинання - краще, ніж джерело - загальна риса вихідних штифтів GPIO. Тож вам краще потонути. це означає запалення світлодіода шляхом витягування струму на землю - анод світлодіода прикріплений до джерела живлення + 5 В постійного струму, а штифт GPIO витягує його УВІМК переходом від логіки високий до логіки низький, через послідовно підключений резистор.

Приклад дизайну:
Світлодіод (коли горить) вимагає близько 2 В, коли тече 1 мА. Перегляньте паспорт даних світлодіода.
PIC живиться від джерела живлення + 5v, що також є точкою, від якої світлодіодний анод подає струм. Так VDD + 5v порівняно з VSS при нульових вольтах.
Штифт GPIO встановлюється як "ВИХІД" і перетягується в логіку НИЗЬКИЙ щоб увімкнути світлодіод.
Послідовний опір для струму світлодіода 1 мА буде \ $ (5,0 - 2,0) \ над (.001) \ $. Це 3000 Ом.
Більш точне рішення може врахувати внутрішній опір увімкнення штифта вводу-виводу PIC. Це буде опір включення N-канального MOSfet.
Технічний паспорт (вгорі) свідчить про те, що цей опір становить \ $ \ over \ $, близько 71 Ом.
Тож правильний серійний резистор буде складати \ 3000 - 71 \ $ Ом. Але ви не помітите різниці в яскравості світлодіодів порівняно з резистором 3000 Ом.

імітувати цю схему - Схема, створена за допомогою CircuitLab
Зверніть увагу, що синій світлодіод вимагає більшої напруги для загоряння, ніж ЧЕРВОНИЙ, можливо, 3,4 В замість 2,0 В. Струм НЕ протікає, поки ви не перевищите напругу включення світлодіода. це є струм що виробляє світло. Якщо ваш джерело постійного струму був низьким (можливо, 3,3 В), синій світлодіод не міг надійно засвітитися.

Ну, скільки струму забирає ІС? Скільки занадто мало, скільки занадто багато?

Сам PIC буде брати струм зі свого джерела постійного струму лише для роботи. Поточний потік багато в чому залежить від того, наскільки швидко він працює. технічний паспорт може заплутати і містить безліч графіків, що відображають струм, що витягується з джерела постійного струму за багатьох робочих умов. У сплячому режимі, коли годинник не працює, він може витягнути кілька мікроампер. Швидкий тактовий сигнал (20 МГц) з напругою + 5 В може тягнути 5 мА.

У прикладі схема зі світлодіодом УВІМК, і тактовою частотою 20 МГц, 5 мА може ввести штифт VDD. Цей струм також виходив би з контакту VSS. Але контакт VSS також включав би світлодіодний струм 1 мА, тому 6 мА виходить з VSS. З джерела живлення тече 6 мА.

Технічний паспорт розділу 18.0 показує максимальні обмеження. Це обмеження болю смерті. Для VDD, VSS обмеження становить 200 мА. Це було б дуже гаряче ПОС! Як могло протікати стільки струму? Якщо ви спробували дуже яскраво засвітити багато світлодіодів за допомогою усіх доступних штифтів GPIO, з резисторами малої величини (наприклад, нульовими Омами), може спробувати протікати велика кількість струму.
Застереження щодо штифтів GPIO. Вони за замовчуванням вводять, а не виводять. Штифт GPIO може плавати при будь-якій напрузі між VDD і VSS. Електричне поле руки, що махає над мікросхемою, може змінити його напругу. Непогано мати плаваючий штифт GPIO поблизу половини між VDD-VSS. Може надходити надлишковий струм. Непідключений вхідний штифт слід перетягнути вниз до VSS або перетягнути до VDD. Перетягування може здійснюватися за допомогою резистора, у випадку, якщо штифт встановлений на "вихід".