Ist dies ein genaues Modell eines Mikrocontroller-Pins?

Für etwas so Häufiges kann ich anscheinend online nichts darüber finden, wie ein Mikrocontroller-Pin "aussieht" (außer einer Spannungsquelle mit hohem Pegel am Ausgang, Leerlauf am Eingang). Also beschloss ich, es einfach selbst zu tun - lassen Sie mich wissen, was Sie denken. Offensichtliche Spezifikationen wie Transistoreigenschaften, Pull-up-Wert usw. sind dafür nicht wichtig.

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Funktionalität:

  1. Status (Eingang oder Ausgang):

    • Bei 0 V, Eingang (genau wie Code), ist Q1 ausgeschaltet und die Ausgangsspannung ist getrennt
    • Wenn 3,3 V ausgegeben werden (genau wie Code), ist Q1 eingeschaltet und die Ausgangsspannung ist mit dem Pin verbunden

  2. Ausgang:

    • Wenn 0 V, niedrig, gibt 0 Volt aus (duh)
    • Wenn 3,3 V, hoch, 3,3 Volt ausgibt (duh)
    • Erreicht den Pin nur, wenn der Zustand hoch ist

  3. Eingang:

    • Hohe Eingangsimpedanz direkt ins Gate
    • Wenn 0 V, ist Q4 ausgeschaltet und der "Eingangs" -Port liest 0 V oder niedrig
    • Bei 3,3 V ist Q4 eingeschaltet und der "Eingangs" -Port zeigt 3,3 V oder hoch an

  4. Hochziehen / Herunterziehen

    • Wenn sie 3,3 V betragen, wird der Pin mit einem Pull-up- oder Pull-down-Widerstand verbunden.
    • Wenn sie 0 V sind, ist der FET ausgeschaltet und der Widerstand schwebt dort, ohne die Schaltung zu beeinflussen

Gedanken? In Bezug auf alles, was vielleicht fehlt / unnötig ist. Die Status- und Pull-up-N-Fets sind wahrscheinlich nicht erforderlich - sie sind nur dazu da, die Logik nicht zu invertieren und das System leichter verständlich zu machen.

So ziemlich, ja.
Etwas genauer, wenn Sie ein 4-Terminal-Symbol für Q1 verwenden und das hintere Gate an vdd statt an die Quelle binden.
Dieser andere EE.SE-Thread enthält einige relevante Informationen.
Fügen Sie einige ESD-Klemmdioden hinzu? Und vielleicht möchten Sie einige Serien L und Shunt C am Pin modellieren, wenn Sie sich Sorgen über SI-Probleme machen.
Fügen Sie mindestens 1 oder 2 NanoHenry für Onchip- und Bonddraht- sowie Leadframe- und PCB-Leiterbahnen hinzu. Und 5pF bis 10pF an GND und VDD. Beachten Sie, dass dies ein Resonanzkreis mit unbekannter Dämpfung ist. Es wird klingeln. Was werden Sie tun? Ihre Datenaugen werden degradiert.

Antworten (1)

Das logische Diagramm hängt stark von der MCU ab, die Sie in Betracht ziehen.

Das ATMega328-Datenblatt zeigt in Abschnitt 18.2 ein logisches Diagramm eines GPIO-Pins, das Sie als allgemeine Einführung verwenden können.

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Ja, ich habe mir das gedacht - zum Beispiel haben AVRs normalerweise keine Pulldowns, aber ARM-Chips (daher fehlt einer in dem Diagramm, das Sie haben. Ich habe nicht von einem logischen Diagramm gesprochen - ich meinte immer noch "etwas" hoch -Ebene, wie es sich funktional mit Transistoren verhält (Ausgang hoch vs. Ausgang niedrig vs. Eingang vs. Pull-ups). Das heißt, Sie müssen sich keine Gedanken über Timing / Takt / Wake-ups / ADC / usw. machen.
Ist dies ein genaues Modell eines Mikrocontroller-Pins?
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