剖析准双向I/O结构中的强上拉晶体管作用
先看图：
安排强上拉晶体管的目的是为了改善输出的上升沿波形，使之变得陡峭。
分析之前，我们首先要假设I/O口的负载是电容性质的。实际应用中，负载的输入端到GND总是存在一定的寄生电容（几pF到几十pF），从而影响电路的交流特性。对I/O的交流特性测试中也往往是采用100PF（或10PF）的标准负载电容。
在传统的80C51中，准双向I/O口是没有强上拉晶体管的。由于高电平驱动能力弱（相当于一个大的上拉电阻），低电平的驱动能力强，结果造成输出波形的上升沿不够陡峭。尤其在快速翻转应用中，比如高频率方波，输出高电平时对负载电容充电尚未完全输出就已经开始变为低电平了，这时如果用示波器观看会呈现出一个向右倾斜的三角波。最严重的情况是三角波的顶部甚至还达不到逻辑1所要求的最低电压值。
认真分析《P89LPC932A1用户指南》中的准双向I/O电路结构示意图后可以得出结论：在I/O状态保持高电平或低电平不变时，强上拉晶体管保持截止状态，相当于断开；当输出由逻辑0变为逻辑1的瞬间，或门输出逻辑0，使强上拉晶体管导通，等效为一个小电阻，加速对负载电容的充电，从而改善输出波形的上升沿特性，而后经过2个CPU时钟的延迟，或门的输出恢复为逻辑1，这使强上拉晶体管重新截止。
所以，在LPC900系列单片机的准双向I/O结构中增加强上拉晶体管是非常有必要的，这大大改善了输出特性，使I/O口的反映速度完全能够跟得上快速的CPU内核（比标准80C51快6倍）。
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