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[電子回路]プルアップ、プルダウン、マイコンのピン処理について。

電子回路、論理回路について勉強中です。

1チップマイコンのI/Oピンの処理の仕方・考え方について教えてください。

【1】
オープンドレインタイプのpinにはプルアップを外部に付ける必要があると思いますが、ただのI/Oピンの場合はどのように処理すればいいのかわかりません(仕様書にそれらしき記述が無い時)。
どのようなDCパラメータに着目して考えれば良いのでしょうか?特に処理不要でしょうか? inputの場合とoutputの場合で処理違いますか?接続先によりますよね・・・

【2】
Internal pull-upがあるピンはプルアップ不要と思いますが、プルアップしてしまった場合はプルアップが強力になってLowレベルにドライブされ難くなるのだと考えて良いでしょうか? 
プルダウンは、抵抗値によるが中間電位になってしまう恐れがあるという理由でNGなのでしょうか?


ちぐはぐなことを言っているかもしれませんがご容赦ください。
宜しくお願いします。

2009-02-05 00:47の質問
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回答(1)

2.

2009-02-17 10:47:28ベスト
何を繋ぐかによってプルアップ抵抗の設計値は変わるので、補足が欲しいところですが、
オープンドレインを理解をしたいという事でしたら等価的にFETをスイッチに置き換えると分かりやすいです。
livedoor PICS image

接地に繋がるスイッチなので、プルアップが無いとスイッチオープンで出力不定となります。

プルアップ抵抗を繋いだときはこうなります。
livedoor PICS image

・スイッチ・オン(FET:ON)でLOWレベル
・スイッチ・オフ(FET:OFF)でHIGHレベル
という反転出力になります。


オープンドレインの特徴は以下の通りです。
・VDDではなく違う電圧から引くことで、電圧変換に使うことができます。
・チップ内部の消費電力が少なく、多少は大きな電流が流せます。
・チップによってはリレーを直接駆動できることもあります(プルアップは不要、可能かどうかはデータシートを参照してください)
・プルアップ抵抗を繋ぐことから、トータルの消費電力は大きくなります。
・スピードはONは比較的速く、OFFが遅い。


プルアップの抵抗値の設計値は数十kΩ位を基準に
・消費電力を落とすなら抵抗値を大きく
・スピードを上げるなら抵抗値を小さく
という感じで。
ロジック同士を繋ぐだけなら割と大雑把に決めていいと思います。


☆その他☆
複数の出力ポートをいっぺんにプルアップするときは抵抗アレイを使うといいです。
入力ポートは同一レベルのロジックを繋ぐ分には処理は不要です。
プルダウン抵抗を使うケースは殆ど無いと思います。もしも必要とのことでしたら具体的なケースを補足していただければ対応します。

遅くなり申し訳ありません、無事理解できました。詳細な回答ありがとうございました!!

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コメント(5)

#2.  usa
2009-02-05 08:09:18

もしかして参考になるのではないかと思って添付します。http://q.hatena.ne.jp/1217142561

#3.  imq
2009-02-05 23:11:03

とりあえず簡単にコメントで

【1】
・オープンドレインは出力のみです(←FETのドレイン出力)
・オープンドレイン出力は等価的に、GNDへ繋がるスイッチを考えてください。
・スイッチONでGNDへ繋がり、出力はLOWになります。
・プルアップ抵抗が無いと、スイッチOFFでハイインピーダンスになり、電位は不定となります(負荷が何かによって変わります)

【2】
・チップの内部でプルアップされているので、単純に並列に抵抗が入ることになります。
・動作的には変わりませんが、チップの出力FETに電流が余計に流れます。
・負荷によっては流した方がいい場合もありますが、チップの仕様を超えた電流は流さないようにする必要があります。

#4.  snowjin
2009-02-14 03:24:07

usa san, imqさん コメントありがとうございました。
【2】は解決できました。 【1】はもう少し勉強してみます。

#5.  snowjin
2009-02-18 01:31:07

imqさん 
詳しい解説ありがとうございます。
オープンドレインの仕組みは理解していたのですが、特徴などは認識不足の部分もあり理解が深まりました。

・データシートにオープンドレインと書いていない出力ピンはトーテムポールタイプ?と思って良いものでしょうか?

#6.  imq
2009-02-19 02:08:01

はい。そう思っていいです。

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