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微控制器IO口電流

2024-02-01數碼
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一、前言

這個STM32微控制器上午用於測試IO埠輸出電阻,有一個問題,那就是當微控制器IO埠設定為 高電平的時候,它的IO輸出的電流是否與微控制器工作電流的增加是一一對應的呢? 下面透過測試來驗證一下。

這是測量電路示意圖。測試的微控制器為 STM32F103,它的PB7 IO埠設定為輸出,並置為高電平。利用一個可變電阻箱 QR10 作為它的負載,使用數碼萬用表DM3068測試負載QR10上的電壓,進而可以計算出IO口輸出電流。直流電源 Dp766給微控制器提供3.3V工作電壓,並可以回讀到微控制器的工作電流。透過編程,設定負載QR10不同的電阻,可以對比 IO 不同的輸出電流、電壓下,對應的工作電流的變化,這樣便可以對比IO口的輸出電流與工作電流的變化是對應的。

二、測量結果

微控制器工作電壓為 3.3V,靜態工作電流為 34mA。IO口空載電壓為 3.253V。透過編程設定QR10 電阻箱電阻從 10歐姆變化到 250歐姆。測量不同負載電阻下對應的輸出電壓,透過這個電壓可以計算出 IO 埠輸出電流。在這個過程,透過 Dp766也讀取對應的微控制器工作電流的變化。

靜態工作條件:
工作電流 :34mA
工作電壓 :3.295V
空載IO電壓 :3.253V

▲ 圖1.2.1 不同負載電阻與負載電壓

透過負載電壓和電阻計算出 IO埠輸出電流。繪制 IO 輸出電流與輸出電壓。可以看到隨著輸出電流增加,IO埠電壓也下降。特別是當輸出電流超過40mA 之後,輸出電壓下降速度急劇上升。這是在不同負載電阻下,繪制出 IO 埠輸出電流 以及 微控制器工作電流增加量。可以看到微控制器工作電流的增加與IO口輸出電流之間基本上是符合的。之所以出現這些差異,一部份原因 是因為 Dp766 回讀到輸出電流具有一定的誤差。由此也驗證了微控制器IO埠為高電平時,輸出的電流等於工作電流的增加。

▲ 圖1.2.2 不同輸出電流對應輸出電壓

▲ 圖1.2.3 IO輸出電流與工作電流增加

※總 結 ※

本文測試了微控制器在不同的IO電阻負載下,它的IO埠輸出的電流,與微控制器的工作電流之間的關系。數值上顯示,IO口在高電平下輸出的電流與微控制器工作電流的增加是對應著的。這也給後面對微控制器IO口輸出電流的測量提供了實驗基礎。

參考資料

[1]

STM32 IO埠對應的內阻 : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135946519

[2]

STM32的IO口到底可以吸收和釋放多大的電流? : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/135919408