关于IO口状态和低功耗的关系

wangfuchong

关于IO口状态和低功耗的关系 [复制链接]

好像在哪里看到过，如果IO是输入状态，其接入的电平对功耗有影响？哪位能详细说说原理和参数？例如接入电平为Vcc/2
另外，对于输出状态，msp430的IO口的内部比较详细的电路在哪里可以看到的？是否也会像其它一些单片机一样置高和置低不一样？

chunyang

输入状态通常会有两种：1是弱上拉型，这种IO结构因上拉电阻的存在，如果输入电平低于电源电压就会有通过上拉电阻的漏电流。2是高阻输入型，这种IO结构不会对外电路有明显影响，可以忽略。
MCU的IO电路可以找找原厂资料，未必能一定找到。
“是否也会像其它一些单片机一样置高和置低不一样”这句话有语病，无法准确理解含义，“不一样”指什么？

wangfuchong

输入状态时，我指的是外部输入一定的电平，例如Vcc/2，对cpu本身功耗的影响

输出，就是置高或者置低电平，不接外部电路，是否cpu功耗本身不一样？

仙猫

　使用CMOS工艺IC时，建议避免在输入置Vcc/2的电平，因为信号在阈值附近晃抖可能会大大增加IC的功耗。

wangfuchong

原帖由 仙猫 于 2012-10-11 00:03 发表
　使用CMOS工艺IC时，建议避免在输入置Vcc/2的电平，因为信号在阈值附近晃抖可能会大大增加IC的功耗。

能不能麻烦您看看我的这个提问？http://www.deyisupport.com/question_answer/f/55.aspx



[ 本帖最后由 wangfuchong 于 2012-10-11 14:51 编辑 ]

chunyang

对CPU的功耗没有影响，功耗来自通过上拉电阻的漏电流。
5楼的电路不可取，上拉下拉电阻本身都是增加功耗的回路，同时加重了IO的输出负担，对输入也同样存在漏电流引起的功耗增加。
4楼提到的不确定电平会导致IO输入级通道中的MOS管上下臂瞬态全通，这样也确实会增加功耗。

wangfuchong

我也主要是考虑引起的相关功耗增加，不仅仅是指cpu内部
至于输出，我好像看到过说不用的引脚设置为输出时，设置输出为低电平或者高电平有区别？

我图片中的电路是利用IO口驱动段码液晶的，那几个电阻，这样的电路形式都是这样的，图片也是德州官方文档中的例子。关键是我想知道有没有人评估过其运行功耗？具体为多少？有没有具体分析？例子中可是以显示时间时钟为例子的吆
这样的电路形式，com1~4是不停地切换为输出和输入状态的。我应该记得的没错，当为输入状态时，如果输入电平在莫一个值可能会有功耗极点，当然不一定是在Vcc/2电平出，具体我还没有查看数据手册。但是就在Vcc/2处，是否可以忽略不计呢？

tiankai001

看到很多资料都说，对于IO口，不用的时候要设置成一个确定的状态，这样不光是功耗方面的考虑，还有抗干扰和稳定性的考虑，
个人认为对于不用的IO口，只为输入状态比较好

wangfuchong

能说说为什么设为输入状态为好？故意说反了？

[ 本帖最后由 wangfuchong 于 2012-10-11 17:21 编辑 ]

wangfuchong

在https://www.deyisupport.com/question_answer/f/55/t/490.aspx
中写道：
另外,430默认IO口为输入状态,在口线电压位VCC/2时,由于CMOS结构影响,会带来较大漏电流. 可以通过配置IO口状态来观察整板功耗是否有变化


那么到底引起多大变化呢？
哪里有关于输入的详细的电路原理介绍？

仙猫

①．5楼电路中的电阻排，有可能其设计意图是作为终端用的（猜测），估计MCU和LCD之间有些距离。不过用47kΩ这么大阻值做终端效果是非常弱的，应该是顾忌了功耗。这个电路不会是用在有极端省电要求的场合的，因为那几个电阻总是在耗电。

②．不用的I/O脚从省电角度看最好设置成输出，否则若置成输入，上拉ON也不好（浪费电流）OFF也不好（输入不定电平将导致CMOS功耗增加）。而从安全角度出发，不用的I/O置成输入+上拉最好，因为垃圾嵌进引脚间，甚至接该脚的PCB有短路也无碍。

仙猫

原帖由 wangfuchong 于 2012-10-11 17:29 发表
另外,430默认IO口为输入状态,在口线电压位VCC/2时,由于CMOS结构影响,会带来较大漏电流. 可以通过配置IO口状态来观察整板功耗是否有变化

那么到底引起多大变化呢？
哪里有关于输入的详细的电路原理介绍？

　CMOS数字电路的特点是静态时非常省电，耗电几乎都在输入电平从L→H或从H→L的过渡过程中，这就是为什么耗电几乎跟工作频率成正比的原因。而且CMOS数字电路的翻转阈值就在Vcc/2之处，没事置输入于Vcc/2会大大增加逻辑翻转的可能性，成为耗电的根源。

wangfuchong

那些电阻就是为了获得三种不同的电压Vcc,Vcc/2,GND，这是段码液晶的驱动方式方法决定的。为了获得Vcc/2，相应的IO口在某些时段得设置为高阻输入

另外，msp430输入不都是斯密特触发么？谁能给个这种IO口的详细原理电路？忘了

另外msp430有开漏输出的IO么？

仙猫

原帖由 wangfuchong 于 2012-10-11 18:25 发表
那些电阻就是为了获得三种不同的电压Vcc,Vcc/2,GND，这是段码液晶的驱动方式方法决定的。为了获得Vcc/2，相应的IO口在某些时段得设置为高阻输入 ...

这个不早说让谁猜谜去啊？
带施密特特性的输入确实能减少当电平为Vcc/2附近的翻转几率，但你在顶楼的提问是一般性的，并不特指某种型号。
MSP430应该有开漏型输出吧，至少I2C脚是这样的。再说，即使没有开漏输出，置成输入就能得到Vcc/2电平了。

wangfuchong

哪位同学有时间能不能试一试？把所有的IO口设为输入禁止上下拉电阻并都接到一个电压源（可用一个可调电阻吧），调整电压，看看功耗有没有变化？

qwqwqw2088

“把所有的IO口设为输入禁止上下拉电阻并都接到一个电压源（可用一个可调电阻吧），调整电压，看看功耗有没有变化？ ”


我觉得，功耗有变化，但这样不一定准确吧

wangfuchong

何不直接说出为什么不准确呢？