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标题: OC与OD门简介 [打印本页]
作者: mule.sun    时间: 2010-6-9 01:00
标题: OC与OD门简介
什么是集电极开路（OC）？! K2 A* m. k! h7 h+ [) V
      我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为"0"时，输出也为"0"）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 0 }3 t2 E- V' `% h% D0 l/ {
                                                                          9 R6 J! [" M8 W! S& i' o( x4 _
      我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 2 c) \% J) L  P$ [
      再看图三。图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1K电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5V了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1KΩ），如果接一个电阻为R的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，R就不能太小。如果R真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 % B+ e/ t$ y+ O; i5 X& w1 W8 V
      如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO口了（51的IO口就是这样的结构，其中P0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。 6 {: z; X& U! n: v+ y
      
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      什么是漏极开路（OD）？/ @7 x- A9 G- f% u
      对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
2 H" w4 O! [6 C      另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，AVR单片机的一些IO口就是这种结构。$ [* }' m, _- _' i) X6 }
转自：http://blog.21ic.com/user1/349/archives/2008/45164.html
作者: mule.sun    时间: 2010-6-9 01:06
为什么引入OC门？
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! T; r7 G! ?" R: P: k1 {        实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上，将这些与非门上的数据（状态电平）用同一条导线输送出去。因此，需要一种新的与非门电路--OC门来实现“线与逻辑”。
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; j. W6 K# A* P! qOC门主要用于3个方面：
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1 M* z( i$ x$ Y1、实现与或非逻辑，用做电平转换，用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动能力，上拉电阻阻值的选择原则，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。
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" {& L, ~9 j7 m) w1 H- v$ u2、线与逻辑，即两个输出端（包括两个以上）直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用，而一般TTL门输出端并不能直接并接使用，否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流（灌电流），而烧坏器件。在硬件上，可用OC门或三态门（ST门）来实现。 用OC门实现线与，应同时在输出端口应加一个上拉电阻。3 t) A5 [0 z5 o% e; V; T

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3、三态门（ST门）主要用在应用于多个门输出共享数据总线，为避免多个门输出同时占用数据总线，这些门的使能信号（EN）中只允许有一个为有效电平（如高电平），由于三态门的输出是推拉式的低阻输出，且不需接上拉（负载）电阻，所以开关速度比OC门快，常用三态门作为输出缓冲器。
作者: zhyzhy6    时间: 2010-6-28 11:30
很好很好,很多模糊的概念搞清楚了，谢谢LZ
作者: hanguang    时间: 2010-7-4 16:49
谢谢
作者: wy20000    时间: 2010-8-2 16:49
谢谢楼主，阐述得很明白
作者: allay    时间: 2011-2-10 15:11
最好请高手画个IO口内部电路结构示意图，那就更加清楚了！
作者: xiaomujie    时间: 2011-2-11 15:58
好资料！
作者: salseguo    时间: 2011-2-16 16:55
赞同6楼
作者: 51video    时间: 2011-2-25 15:18
不错，谢谢分享
作者: salseguo    时间: 2011-2-25 15:41
不错，谢谢分享
作者: maybey    时间: 2011-3-11 14:47
学习一下拉，谢谢
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作者: zhudeli    时间: 2011-6-13 16:23
很详细，学习中。。。。
作者: cytao    时间: 2011-8-22 16:06
很好，很好，非常好！
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-22 16:32
谢谢分享！！
作者: ゞPeace-    时间: 2011-8-25 16:29
可以哦
作者: clp783    时间: 2011-8-26 12:52
路过的，谢谢
作者: 105411033    时间: 2011-8-27 22:25
{:soso_e179:}很好，学习了
作者: piaoyang    时间: 2018-4-25 09:16
学习一下拉，谢谢
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