电器工程 - 缓冲用于连接光耦合器的数字微控制器信号 - 吾爱随笔录

缓冲用于连接光耦合器的数字微控制器信号

电器工程微控制器数字逻辑光隔离器 ttl 缓冲

2022-01-31 15:14:20

我经常从事一些项目，在这些项目中，我使用光耦合器将数字 +5VDC 控制信号（例如，来自微控制器）与电路的其余部分隔离开来。然而，由于这些是通过点亮设备内部的 LED 来工作的，因此微控制器引脚上可能会有几十毫安的负载。我正在寻找有关使用附加级缓冲此控制信号的最佳实践的建议，以便微控制器有效地看到高阻抗，从而减少它需要提供的电流？

只是天真地离开了我的头顶，我可以想到一些可能有用的事情：

只需将运算放大器用作单位增益缓冲放大器即可。
使用专用比较器芯片将输入信号与例如 +2.5VDC 进行比较。
使用 MOSFET 作为一种信号放大器。

然而，在阅读之后，我发现了一大堆我以前从未使用过的芯片，但听起来它们可能是为这种事情设计的。例如：

差分线路驱动器 ( MC3487 )
差分线路接收器 (DC90C032)
A线收发器（SN65MLVD040）
缓冲门和驱动器（SN74LS07、SN74ABT126）

我真的没有任何这些经验，并且对可用的东西的数量有点不知所措！那么任何人都可以帮助我了解这些设备之间的差异，以及在这种情况下哪些设备会/不适合。是否有实现我所描述的最佳/标准方法？

编辑：
因为我可以切换到大约 x30 输出，我不想担心加载微控制器，所以不会考虑直接连接到 DIO 引脚。因此，我想我会选择逻辑缓冲器 IC。我将尝试对每个输入使用SN74LVC1G125 “具有三态输出的单总线缓冲门”，看看效果如何。

4个回答

你有很多选择。

如果您需要连接的光耦合器很少，您可以将它们直接连接到微控制器的 GPIO（通过电阻器），前提是：
- 您不要超过 GPIO 输出电流。
- 你不要超过总端口电流。
- 您不超过总 gnd/vdd 电流。
如果需要连接更多的光耦，可以尝试使用SFH618等小电流、大电流传输比的光耦（https://www.vishay.com/docs/83673/sfh618a.pdf），直接连接到您的 GPIO（通过电阻器）。
或者，您可以使用 BJT 或 MOSFET（参见下面的示意图）。一些注意事项：
- 请记住放置下拉/上拉电阻，以确保在 GPIO 尚未初始化时（例如在复位期间），MOSFET/BJT 处于关闭状态。
- 如果您的 MCU 具有在复位期间始终启用上拉/下拉的 GPIO 引脚，则可以省略上拉或下拉电阻。
- 如果使用 MOSFET，请记住使用逻辑电平 MOSFET（例如 BSS138）。
- 如果使用低电平有效的方案，请确保 GPIO 的高电平电压为 VDD。即在低电平有效解决方案中不要使用 3.3V-GPIO 和 VDD = 5V！.
不过，如果您需要驱动许多光耦合器（例如 6 个），您可以使用您提到的 74LS07，因为它允许每个引脚 40mA，并且您只需要安装一个组件（而不是 6 个 BJT/MOSFET）。请记住，与 CMOS 不同，TTL IC 本质上是上拉的！但是，您可能仍需要上拉电阻（数据表还建议不要让输入悬空）。并且，由于 '07 没有反相，因此该解决方案将处于低电平有效状态。74ABT126 是 CMOS，所以无论如何你都必须使用上拉电阻！