你知道嗎，為什么很多單片機(jī)的工作電壓是5V？

時(shí)間：2020-10-28 00:53:29

關(guān)鍵字：電壓單片機(jī)

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[導(dǎo)讀]因?yàn)榇蠖鄶?shù)芯片都是5V的TTL電平，要做到電平兼容，電平匹配，避免要電平轉(zhuǎn)換操作，所有很多單片機(jī)的工作電壓都是5V。

5V來自于TTL電平，5為True，0即為False，之后用了壓降更低的PN節(jié)，衍生出了3.3這個(gè)電平。

12V和24V來自于汽車電瓶，早年乘用車又12V和24V兩個(gè)系統(tǒng)，現(xiàn)在一般小型車12V，商用車24V，再究其由來應(yīng)該是鉛酸電池。

所以3v3和5v一般出現(xiàn)在信號(hào)電路或者單片機(jī)等vcc供電，而12v/24v一般出現(xiàn)在低壓動(dòng)力電，例如主板、顯卡、軸流風(fēng)機(jī)、監(jiān)控器。

硬件決定系統(tǒng)基礎(chǔ)，如果鋰電池早點(diǎn)應(yīng)用的話估計(jì)還會(huì)有3.7/7.4這個(gè)系統(tǒng)。

為什么很多單片機(jī)的工作電壓是5v？

因?yàn)榇蠖鄶?shù)芯片都是5V的TTL電平，要做到電平兼容，電平匹配，避免要電平轉(zhuǎn)換操作，所有很多單片機(jī)的工作電壓都是5V。

早期（196x）的晶體管電路（TTL）單管的壓降是0.7v，一個(gè)電路里經(jīng)常有多個(gè)晶體管串聯(lián)，比如4管串聯(lián)，電源至少保證0.7x4=2.8v才能保證電路正常工作。

所以最早有3v、5v等標(biāo)準(zhǔn)，后來LM7805（197x）電源IC出來以后，5V成了事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

TTL指的是TTL電平，0~5V之間，小于0.2V輸出低電平，高于3.4V輸出高電平，全稱Transistor-Transistor Logic，即BJT-BJT邏輯門電路，是數(shù)字電子技術(shù)中常用的一種邏輯門電路，應(yīng)用較早，技術(shù)已比較成熟。

TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即雙極結(jié)型晶體管，晶體三極管）和電阻構(gòu)成，具有速度快的特點(diǎn)。

最早的TTL門電路是74系列，后來出現(xiàn)了74H系列、74L系列、74LS、74AS、74ALS等系列，但是由于TTL功耗大等缺點(diǎn)，正逐漸被CMOS電路取代。

為什么很多都是5V，而且有大量電源芯片支持的也是5V，電壓浮動(dòng)為5%，而電壓標(biāo)準(zhǔn)，在A/D當(dāng)中使用，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是5.12V。

因?yàn)?12是2的N次方，這樣A/D的每一個(gè)字都是一個(gè)整數(shù)，當(dāng)作為無符號(hào)計(jì)算的時(shí)候，更簡單，但是沒見到哪個(gè)成品用這個(gè)電壓的，大部分都是5V，為什么不用呢？

因?yàn)樽?.12的標(biāo)準(zhǔn)電壓的成本會(huì)成倍增長，5V與5.12V精度差別在百倍，小數(shù)點(diǎn)后0.12V，基本很難做到高精度標(biāo)準(zhǔn)電壓，市場通用電壓為5V，上浮一定百分比。

2008年11月發(fā)布的STC12系列單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)中，STC12C系列的單片機(jī)電壓范圍是3.3~5.5V；STC12L系列的單片機(jī)電壓范圍是2.2~3.6V。

如果選擇STC12C系列的單片機(jī)，只要單片機(jī)的工作頻率不是太高，使用3.7V供電是沒有任何顧慮的，官方聲稱單片機(jī)的抗干擾能力可以達(dá)到4000V，但實(shí)際應(yīng)用說法不一。

大多數(shù)單片機(jī)都是 TTL 電平，各自的高低電平定義不一樣；
當(dāng)電源電壓為5V時(shí)：51，avr單片機(jī)是5V；
當(dāng)電源電壓為3.3V時(shí)：51，avr單片機(jī)高電平是3.3v；
arm如lpc2138，電源電壓只能為3.3v，io輸出高電平為3.3V，但io口可承受5V電壓。

現(xiàn)在單片機(jī)工作電壓主要有兩種：一種工作在3.3V，一種工作在5V。

-END-

來源 |?巧學(xué)數(shù)模電單片機(jī)

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