为什么很多单片机的工作电压是5v?

南京万通新能源


因为大多数芯片都是5V的TTL电平,要做到电平兼容,电平匹配,避免要电平转换操作,所有很多单片机的工作电压都是5V。

TTL指的是TTL电平,0~5V之间,小于0.2V输出低电平,高于3.4V输出高电平。全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路,是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路,应用较早,技术已比较成熟。TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管,晶体三极管)和电阻构成,具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列,后来出现了74H系列,74L系列,74LS,74AS,74ALS等系列。但是由于TTL功耗大等缺点,正逐渐被CMOS电路取代。TTL输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限是0.4V。

2008年11月发布的STC12系列单片机数据手册中,STC12C系列的单片机电压范围是3.3~5.5V;STC12L系列的单片机电压范围是2.2~3.6V。如果选择STC12C系列的单片机,只要单片机的工作频率不是太高,使用3.7V供电是没有任何顾虑的,官方声称单片机的抗干扰能力可以达到4000V,但实际应用说法不一。

1、大多数单片机都是 TTL 电平,各自的高低电平定义不一样;

2、当电源电压为5V时:51,avr单片机是5V;

3、当电源电压为3.3V时:51,avr单片机高电平是3.3v;

4、arm 如lpc2138,电源电压只能为3.3v,io输出高电平为3.3V;但io口可承受5V电压

现在单片机工作电压主要有两种:一种工作在3.3V 一种工作在5V


Qi朱哥说


很高兴回答这个行业问题,PLC是标准化单片机,固定功能,模块化。我们从以下几个方面来说明这个问题!!

为什么很多都是5V,而且有大量电源芯片支持的也是5V。

电压浮动为5%,而电压标准,在A/D当中使用,标准应该是5.12V。

因为512 是2的N次方,这样A/D 的每一个字都是一个整数,当作为无符号计算的时候,更简单,但是没见到哪个成品用这个电压的,大部分都是5V,为什么不用呢?

因为做5.12的标准电压成本会成倍增长。5V与5.12V精度差别在百倍,小数点后0.12V,基本很难做到高精度标准电压,市场通用电压为5V,上浮一定百分比。

为什么标准电压是5.12V呢?

我们先解释一下计算机计算通用1024,不然后面计算又会有疑惑。

计算机内部是以二进制(只有0,1)来处理所有的数据的。0和1表示元器件的两个基本状态,开或者关,导通或者截止。这在实际物理器件中是很容易实现的,而且不容易出错,保证了计算机的正确处理数据的能力。数据在内部就是2进制的0和1,比如说要存储一堆数据,它只能是无数个0和1的组合,存到内存单元里面,就像把东西放到商场存物柜子一样,一个柜子放一个客户的东西,一个内存单元(8位)存一个字节(8个0和1)的数据,这样数据是按每8位存的,因此就按它作为计算单位了。由于8位0和1组合是有限的,但要表示的数据却是巨大的,因此以2的10次方1024约为1000(记作1K)为基本的换算数量级

我想用STC15F204EA的10位A/D做一个电压表, 那么,a/d 的每一个字就是 5V* 1/1024 =0.0048828125 V 这个数字用汇编语言如何处理?如果A/D 转换结果为500个字,那么电压就是2.44140625V 这个电压如何在三位数码管上显示,并尽可能减少误差?没办法,只能显示2.44如果用5.12V作REF电压, 那么5.12V*1/1024=0.005 这个数用汇编语言要好处理得多吧!假设A/D结果为500个字。显然结果为500*0.005=2.5V

上面示例只是一个模拟,在STC的内部有一个标准稳压源,要先测量这个稳压源的AD值,以它为标准来计算测量的外部电压,而不是以电源电压为标准,直接假设为每位就是5V的1024分之一的。VREFAD/测量AD=VREF电压/测量电压。

而为什么要那样假设,因为市场上电压转换每一个都不一样,如果要精度到5.12级别,路程还要走蛮久。

5V电压由来

早期(196x)的晶体管电路(TTL)单管的压降是0.7v。 一个电路里经常有多个晶体管串联。 比如4管串联,电源至少保证0.7x4=2.8v才能保证电路正常工作。 所以最早有3v 5v等标准。 后来LM7805(197x)电源IC出来以后,5V成了事实标准。

总结

我们在使用总,都会有偏差值,需要根据实际使用需求精度来进行适当调整,电子元器件,精度等级有很多,如果是高精度要求,那么不能在意成本,只能采购高精度的元器件来配合,测量数据的精度也是相关的,为什么市场上压力传感器,温度传感器价格差别几倍几十倍都有,有品牌价值,更多的是精度,无可否认的一点,更稳定,高精度的你肯定更信任那些品牌。


自控学途与车间


这个来自于TTL 电平5V为高 0V为低 再加上 7805 之类的模块 成熟度高价格低,所以形成了约定的标准,后来COMS 等低功耗元件的发展又形成了3.3V的系统


杰霸天下我有


因为电子器件大部分5v以下就能驱动,这个是行业内通用的


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