通过以上分析 ， 单片机实现了1的低电平输出和0的高电平输出 。主要问题有点模糊 。想问问单片机怎么用1输出低电平 ， 用0输出高电平？目前有些低压微控制器无法在5V下工作 ， 比如上图所示的STM8L151K4 ， 其工作电压范围为1.653.6V ， C8051F330 ， P89LPC935 ， 其工作电压范围为2.73.6V这样的低压微控制器一般使用3.3V或3V电源 。
为什么单片机用1输出低电平 ， 用0输出高电平？
在数字电路里只有0和1 ， TTL电路中高电平用1表示 ， 低电平用0表示 。题主的问题有点模糊 ， 是不是想问单片机如何用1输出低电平 ， 用0输出高电平？按照这个思路回答一下 。这个其实是反相器的功能 ， 用非门即可以试下 。单片机通过控制三极管也可以实现 。下图是用PNP三极管搭建的一个简单电路 ， 可以实现上述功能 。上图中,PNP三极管的基极通过电阻连接到单片机的GPIO口 ， 三极管的发射极接电源VCC ， 三极管的集电极通过负载接地 。
电路分析如下单片机的GPIO口输出1时此时三极管的基极是高电平 ， 即为1 ， 三极管截至不导通 ， Out端还是低电平 ， 即为0 。单片机的GPIO口输出0时此时三极管的基极是低电平 ， 即为0 ， 三极管PN结正偏 ， 导通 ， Out端输出高电平 ， 即为1 。通过以上分析 ， 单片机实现了用1输出低电平 ， 用0输出高电平 。另外 ， 用NPN三极管也可以实现这个功能 ， 电路图如下所示 。
为什么很多单片机的工作电压是5v？
很多单片机的工作电压为5V ， 是因为早期生产的各种TTL数字IC的工作电压为5V ， 为了便于与这些TTL数字IC接口 ， 后来出现的单片机大都也采用5V电压供电 。74LS00四2输入与非门TTL数字IC 。74xx系列TTL数字IC最早是由美国公司在上世纪六十年代推出的 ， 当时这些TTL数字IC采用5V电源供电 ， 其输入高电平最小值为2V ， 输入低电平最大值为0.8V ， 输入为0.82V之间的电平 ， 会使数字IC的工作状态不确定 ， 这类数字IC输出高电平的最小值为2.7V ， 输出低电平的最大值为0.4V 。
这就是标准TTL数字IC工作时要求的输入输出电平 。虽然后来对标准的74xx系列数字IC进行了改进 ， 提高了工作速度 ， 降低了功耗 ， 但这些改进型的譬如低功耗的74LSxx系列高速低功耗的74ALSxx系列TTL数字IC工作时要求的输入输出高低电平仍然与标准的74xx系列相同 。80318051单片机的引脚图 。
单片机的出现时间晚于TTL数字IC ， 当时各种TTL数字IC已广泛用于工业控制电路中 ， 为了便于与这些TTL数字IC接口 ， 当时的单片机也采用TTL工艺制造 ， 并采用5V电源供电 。像上世纪八十年代使用较多的8位单片机80318051 ， 它们的工作电压亦为5V ， 可以直接与各种TTL数字IC接口 。不过这类采用TTL工艺制造的单片机功耗太大可达上百mA ， 后来对它们进行了改进 ， 采用CMOS工艺制造 ， 但这些CMOS工艺的单片机譬如 ， 80C3180C5187C52仍需要考虑与TTL数字IC的接口 ， 故它们还是采用5V电源供电 。
低压低功耗的STM8L151单片机 。现在很多单片机虽然都采用5V工作电压 ， 但这些单片机的工作电压范围一般较宽 ， 譬如AVR单片机中tiny系列的ATtiny13的工作电压范围为2.75.5V ， 带有后缀字母V的ATtiny13V的工作电压范围为1.85.5V ， 而常用的STM8Sxx系列单片机的工作电压范围则为2.955.5V 。
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