早期的51微控制器，驅動能力很低。P1、P2和P3口只能驅動3個LSTTL輸入端，P0口可驅動8個。如果想要驅動更多的器件，就要用到“匯流排驅動晶片”。經常用的就是74LS244（單向）和74LS245（雙向）。

現在常用的 AT89C51 微控制器引腳的輸出能力已經大多了，從 PDF 手冊檔案中可查出：
微控制器輸出低電平的時候，單個的引腳，向引腳灌入的最大電流為 10 mA；
一個 8 位的介面（P1、P2 以及 P3），灌入的總電流最大為 15 mA，P0 允許灌入的最大總電流為 26 mA；
全部的四個介面所允許的灌電流之和，最大為 71 mA。
但是當引腳輸出高電平的時候，它們的“拉電流”能力可就差多了，竟然還不到 1 mA。

微控制器的輸出特性和很多常用的LSTTL器件的輸出特性是相同的，都有灌電流較大的特點。
實際上，現在常用的微控制器IO引腳驅動能力，就和早期的微控制器增加了“匯流排驅動晶片”的效果基本是相同的。現在的微控制器輸出低電平的時候，就已經可以直接驅動LED發光了。

上述的數值，也並非是不可逾越的破壞性極限數值。
當略超過這些數值範圍的時候，微控制器IO引腳的電壓，就會發生變化，造成“高電平不高”、“低電平不低”，這就會縮小外接器件的噪聲容限。如果環境再稍有干擾，外接器件就無法正確判定微控制器送來的高、低電平，將會胡亂動作。
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為了合理利用IO引腳的低電平能力強的特點，在外接耗電較大的器件（如LED數碼顯示器、繼電器等）的時候，應該優先選用低電平輸出來驅動外部器件。使用IO口輸出高電平驅動負載，就是一個錯誤的選擇。

下圖是一個直接利用微控制器IO引腳驅動LED的電路。
圖中P0口使用低電平驅動方式，只要加上約1K的限流電阻即可，甚至不需要常見的P0口上拉電阻。發光的段，每個引腳灌電流約為3mA，不發光的段，電流為0。即使各個段全都發光，電流也不超過P0所容許的電流，這是一個合理的驅動方式。

圖中P3口使用了高電平驅動方式，這就必須加上上拉電阻來幫助IO介面輸出電流。電阻也採用了1K，發光的段，LED上的電流約為3mA，不發光的段，電流則為5mA，灌入了微控制器的IO引腳。
這種電路，給微控制器IO引腳帶來了很大的電流，一個8位的介面最大有可能被灌入40mA的電流，遠遠超過了容許的數值。
上拉電阻能夠增加大量不需要的電流，不僅會造成微控制器工作不穩定，還會導致電源效率的嚴重下降，發熱，紋波增大。這說明，高電平輸出、加上拉電阻，就是一個不合理的驅動方式。

如果只是一個引腳的電流取值稍大一些，還算可以；但是綜合考慮一個8位的介面，則每個引腳的電流就不要大於2~3mA。
這樣來看，上拉電阻最小應該在1.8K~2.5K之間，不宜再小，以免總電流超過介面所容許的電流。
在網上看到一篇“51微控制器P0口上拉電阻的深入研究”的文章（http://hi.baidu.com/20070210030205/blog/item/95e5ab83a62d089df703a649.html），
對上拉電阻的最小選擇，寫的很低，甚至說可以選200歐姆！呵呵，這會燒燬微控制器引腳的。
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驅動更大電流的負載，可以使用三極體來擴充電流，也可使用整合晶片ULN2003（或ULN2008），另外也可使用專用的驅動器件L298、各種型號的IGBT等等。

整合晶片的引腳比較密集，維修檢查較困難，更換的時候更是不便。做而論道比較喜歡使用三極體，它的耐壓和電流承受能力都遠遠超過整合晶片，在PCB上佈線也很靈活方便。

做而論道常用的三極體如下：
8550（PNP）和8050（NPN）：它們是一組可以配對使用的三極體，特點是集電極允許的電流很大，Icm竟然能達到1500mA！而且還不需要使用散熱片。它們的集電極反向擊穿電壓BVceo為25V，Pcm為0.5W。
2N5401（PNP）和2N5551（NPN）：它們也是一組可以配對使用的三極體，它們的特點是耐壓比較高，集電極反向擊穿電壓BVceo可達160V！它們的最大集電極電流Icm為0.6A，Pcm為0.6W。
不同廠家的產品，引數會稍有不同。
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下面以常見的繼電器為負載繼續說明驅動方法。繼電器線圈的驅動電流往往要有40mA以上，微控制器的引腳肯定是不能承受了，必須用三極體來擴充輸出能力。

+5V的大電流負載，用8550（PNP型）驅動電路可見下圖。

P3.7輸出低電平的時候，在R1中形成Ib約有2mA，經過8550的放大，Ic足夠驅動繼電器了。
用這個電路，不僅可以驅動繼電器，也驅動蜂鳴器、揚聲器、多個LED等等，甚至驅動小型的直流電機，也是可以的。
一般來說，電機的工作電流要大一些，只要不超過8550可以輸出的最大電流是1500mA即可。驅動電機時，圖中電阻R1的取值應該再小一些。
此種電路經過多位網友的驗證，連結之一如下：
http://zhidao.baidu.com/question/126746121.html?fr=qrl&cid=203&index=3
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用這個電路，可以各種大電流負載，但是做而論道為什麼單單要用繼電器，來說明問題呢？
因為在網上，發現很多不適當的繼電器驅動電路，比如：
http://hi.baidu.com/xu331019485/blog/item/4a7e548dd9e5871ab21bba7d.html
http://hi.baidu.com/wangnizone/blog/item/1cf31594733bd717d31b70b4.html
http://hi.baidu.com/brave%5Fxixi/blog/item/b18a133d81f6ec04baa16718.html
http://hi.baidu.com/x378719409/blog/item/f2bec611de89157bca80c488.html
這些電路都是一個特點，即使用了射極輸出電路結構。射極輸出電路要求輸入的動態範圍要大，而且輸出的電壓範圍永遠比輸入小0.7V。射極輸出電路就不能有效的利用+5V的電源，實際上，加到繼電器上的電壓，不足+4V，除非是使用4V的繼電器，否則這就是不穩定的隱患。
做而論道給出的電路是共射極結構，有電壓放大能力，所以對輸入的要求較低，輸出動態範圍大。
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對於大於+5V的負載，如+12V，上面的電路就不行了。
如果只是簡單的把電源由+5V改為+12V，那麼微控制器輸出的高、低電平，還是隻有0~5V的變化幅度，這對8550射極的+12V來說，都是低電平。8550將不能截止。

對於大於+5V的負載，只能使用NPN型的8050三極體來驅動，先微控制器以輸出高電平來驅動。電路如下。

上述的電路，完全可以工作，也經過了多位網友的驗證，連結之一如下：
http://zhidao.baidu.com/question/132323883.html
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在上述電路中，上拉電阻R2也會帶來無謂的電流，其害處前面已經討論過。
更重要的缺點是：在開機微控制器復位後，自然輸出的高電平，會使繼電器吸合，或者是使電機轉動。（使用ULN2003等晶片擴充輸出電流的時候，也存在這個問題。）

雖然程式設計的時候，可以先進行介面的初始化，令其馬上就輸出0。但是每次開機，還是會有瞬間的大電流衝擊，這往往是不允許的。

改進一下，可以再加上個8550，進行倒相，這就可以讓微控制器用輸出低電平來驅動負載。

上圖中倒相用的8550，也可以使用“光耦”器件，這樣一來，又增加了電氣隔離的功能，這就是最完美的微控制器輸出驅動電路。電路見下圖。

圖中的4N25經過實際測量，當LED的電流大於等於4.5mA時，輸出端的光電管即可為Q4提供足夠的基極電流。所以圖中的R3，可以使用810~1K的電阻。
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上述的各個電路，都是以擴充微控制器的輸出電流為主題。其實，很多數字IC的輸出端，都存在擴充電流輸出能力的問題，這裡給出的電路，是普遍適用的。
這裡介紹的8050/8550可以輸出1500mA的電流，如果要求更大的輸出電流，一種方法更換三極體，另外也可以使用專用大功率驅動器件，如L298，固態繼電器，IGBT等等。這些器件做而論道都使用過，等以後再給大家介紹。