单片机未使用引脚的合理处理

出处:电子工程技术 发布于:2020-06-10 16:16:38

  在电路设计中,经常会遇到一些IC的引脚并未在应用中使用到的情况,那么,该如何处置呢?首先,当然是阅读此IC的产品手册,查看里面的相关介绍。其次,即便没有从中得到明确的处置信息,也不能等闲置之,我们仍需了解其功能、存在(或应该存在)的电位、可能(或必须)流进/流出的电流、对静电或RF影响的灵敏度,以及是否需要其他种类的容性或阻性负载,再决定处置办法,从而保证整个系统的安全可靠。  单片机未使用引脚的合理处理  通常我们并不会把所有的单片机的引脚都用完,有时候我们也在同一个产品上分高低配,因此如何对待一些不使用的引脚就成了一个问题。首先我们看一下单片机引脚的结构。

  我们可以发现,一般单片机的IO口都是可以配置的。   CMOS 器件引脚由N沟道和P沟道场效应管,通常在一个时刻,只有一个管子是开通的,但是,有一个非常短的时间转换期,这两种管子都会部分导通,在一个管子关闭而另一个开启的时候。一个没有端接的输入口可能振荡或在一个中间电平上浮动,导致所有场效应管设备都将在一个微导通的状态,导致了管子的损耗,增加了噪声,并要消耗额外的电源电流。   (Input Only)输入专用管脚 1.使用上拉或下拉电阻,将每个未使用的引脚拉到VSS或VDD,这是推荐的使用方法 2.捆绑在一起,并用单个电阻上拉/下拉到VDD或地,节省元件数量和成本,但是这减少了减少的灵活性。

  (Input/Output)输入/输出引脚   1.每个引脚的下拉一个电阻到地(VSS)。 2.几个引脚连下拉同一个电阻到地(VSS)。 3.不连接的针脚,软件程序配置IO口为输出口,并将它们设置为输出低。 4.连接一个电阻到Vss,软件程序配置IO口为输出低。 5.直接连接到地,软件程序把端口配置成高阻抗输入口,设置寄存器为输出低状态。 注意这将引发双发失误导致的问题(引脚从输入到输出的变化,输出从低到高状态变化)。

  风险在于:

  最后,我觉得还是每个电阻接到地比较安全。  模拟IC未使用引脚注意事项  模拟IC上的未使用引脚可能会通过静电放电(ESD)而大大提高器件过早失效的风险。尽管不用的输出端可以不用连接,而且一般也如此,但无论这个引脚是模拟的还是数字的,通常最好连接到一个电源。在单电源系统中,通常连接的是负电源,即“地”,在双电源系统中则是中间电源轨,但也有一些重要的例外情况。务必阅读浅显易懂的数据手册,按照其中的建议行事。然而,如果其中没有涉及到这一内容,接地通常是极佳做法。    

   未使用的放大器输入端是一个重要的例外情况。将放大器未使用的输入端接地可能会增加功耗。因此,这种情况下的极佳做法,常常也是唯一安全的做法,是将放大器接成缓冲器,将该输入端连接到两个电源轨之间的某一电位。  

  CMOS开关和多路复用器是对称器件,其信号输入端和输出端是可以互换的,因此所有未使用的引脚都应被视为输入,而不是输出。所以,这些引脚都应接地。   

     内部上拉或下拉电阻将输入端上拉至正电源或下拉至地。如果未使用的输入端具有这样的一个电阻,则不需要进行连接。然而,如果连接该引脚,则应将它与其电阻一样连接到同一电源,因为任何其它连接都会导致电流流入电阻,带来功耗(该功耗可能相当小,但只要可能就应避免任何浪费)。  

    特别要注意未使用的逻辑输入,因为在不使用时,某些逻辑输入必须连接到逻辑1。此外,某些逻辑输入具有三种状态,而不是两种,开路条件也被定义为一种逻辑状态,这种输入可能需要保持不连接。    总而言之,必须将未使用IC引脚的连接作为模拟电路设计过程的重要部分加以考虑,不可轻视。  FPGA未使用引脚的配置  在使用FPGA过程中,未使用引脚的配置是很重要的。一般未用管脚设置成三态输入或弱上拉输入。 以Altera FPGA为例,一般是将没使用的管脚设置为三态输入比较安全。利用Quartus II 将未使用管脚设置为三态输入

  选择Assignments→Settings→Devices and Pin Options,打开一个选项卡,选项卡中选择Unused Pins就可以对未定义的管脚配置了As input tri-stated。


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