【经验】车规级32位MCU RH850的模拟输入电路设计

时间： 2019-01-04 来源：世强

技术问答

由于工作的原因，笔者经常接触到很多工程师询问关于瑞萨 32位MCU RH850的模拟输入电路设计的问题。最近，又有工程师询问当AD引脚什么也不接的时候，这时候引脚是高电平还是低电平？这时候引脚的电压是多少？

在回答这些问题之前，我一般先给客户再解释一遍数字电路中的电平状态：高电平、低电平、高阻态。高电平和低电平是数字电路中很好理解的两个状态，但是高阻态就显得稍微有一些抽象了。高阻态指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定的。RH850的AD输入引脚就属于这种类型，在不接入任何信号的情况下，这些引脚属于高阻态。其实大部分单片机I/O使用时都可以设置为高阻输入，除非有特定的外部电路或者内部电路把引脚的电平给固定了。之所以这样设计，是因为高阻输入可以认为输入电阻是无穷大的，认为I/O对前级影响极小，而且不产生电流（不衰减），而且在一定程度上也增加了芯片的抗电压冲击能力。

接下来我们看两个典型的应用：第一个是在汽车影音系统中的应用，该系统中有一些电压信号的输入需要连接到AD，32位MCU RH850通过输入的电压值来判断不同的状态。为了整个系统而可靠性，车规级MCU同时需要判断出传感器的信号是否正常连接到AD输入引脚了。有的客户认为当传感器信号断开时，AD引脚上没有电平，这时候MCU读到的AD值应该是0，从而判断传感器信号断开了。但是在实际的测试中，客户却发现实际测试到的值并不是零，而是一个不确定的值。为了解决这个问题，需要客户至少在设计电路的时候增加一个对地的电阻，从而保证传感器信号断开时该引脚的电平为低，或者让输入电平固定在一个特定的电压。下图是电压输入信号的一个电路。

还有一种是电阻信号输入，我们在设计这种信号的输入电路时，既要考虑把电阻信号转换成电压信号，又要考虑到外接信号断开时以及短路时信号的差别。这个应用在汽车仪表中的设计中非常广泛，例如燃油信号的输入就是电阻信号。下图是一个典型的燃油信号输入的设计电路。

高阻态其实在整个电子电路中是非常常见的一个状态，如果没有别的电路元素来决定其具体的状态（高或者低），那么其对应的电路节点会处于一种类似“浮动”的状态。我们设计电路的时候一定要注意高阻态和低电平是不一样的，如果我们需要采集该引脚上的电平，就需要外部的设计电路让该引脚的电平处于一个特定的、可控的状态。

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用户_8239 Lv7. 资深专家 2019-01-09

不错

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