一文詳解電阻的用法

電阻的特點(diǎn)是阻擋電能，電阻的關(guān)鍵參數(shù)有尺寸、阻值、精度和功率。電阻的應(yīng)用場景非常多，都是圍繞著電阻的特性來使用的。我們重點(diǎn)講一下實際工作中遇到的電阻的功能，理論知識和計算公式就不贅述了。

在初學(xué)者心目中，電阻就是拿來分壓用的，但是實際項目中，絕大部分電阻都不是當(dāng)作分壓用的。

我們統(tǒng)計過，一個Android智能平臺的硬件電路中，大約20%的電阻是做上拉下拉使用，30%的電阻做EMC和ESD使用，40%的電阻占位置和跳線，5%的電阻用來做電壓采樣，剩下的最多只有兩三顆是用來做正經(jīng)的分壓用途。

且聽我們一一道來：

上拉下拉

上拉，就是把電路拉高到電源，下拉，就是把電路拉高到地。下面有幾張參考圖。

上拉電阻

↑I2C總線的上拉電阻，R709和R710。使I2C在無控狀態(tài)下保持高電平。

上拉電阻

↑SDIO總線的上拉電阻，R610，R611，R613、R614。提升外設(shè)驅(qū)動能力。

下拉電阻

↑NMOS開關(guān)控制腳的下拉電阻，R732。使MOS管在無控狀態(tài)下保持關(guān)閉。

下拉電阻

↑LDO開關(guān)的下拉電阻，R759。使LDO在無控狀態(tài)下保持關(guān)閉。

上下拉的主要作用，一是讓線路在無人控制的情況下維持在固定的狀態(tài)，二是提升驅(qū)動能力。

關(guān)于無人控制，很多人會認(rèn)為，系統(tǒng)開機(jī)之后，我配置了這個GPIO口，就可以控制了呀，為什么存在無人控制的情況呢？

對，開機(jī)之后都可以控制，但是系統(tǒng)剛上電，未開機(jī)，或者開機(jī)過程中，GPIO口卻都是在無控狀態(tài)。如果只供電但還沒有開機(jī)，電源的控制腳是一個默認(rèn)內(nèi)部上拉的GPIO口，電源就被打開了，經(jīng)常導(dǎo)致電流灌進(jìn)還沒有運(yùn)行起來的其他GPIO內(nèi)，導(dǎo)致上電漏電。

如果開機(jī)，開機(jī)的過程一般是：上電-復(fù)位-電源初始化-跑引導(dǎo)程序-內(nèi)核運(yùn)行-應(yīng)用運(yùn)行，用戶配置代碼要么在內(nèi)核中，要么在應(yīng)用程序中，改不到引導(dǎo)程序的。雖然前面無控的時間非常短，可能只有幾百毫秒，但是有可能導(dǎo)致某些GPIO口的默認(rèn)狀態(tài)不對導(dǎo)致外部電源被意外打開，一樣有可能出現(xiàn)漏電的情況。如果是燈的開關(guān)，就有可能在開機(jī)一瞬間燈亮一下，跑到程序設(shè)定的地方才會被關(guān)閉。

因此，對于開關(guān)腳（EN，enable），選擇GPIO的時候要選擇默認(rèn)是關(guān)閉狀態(tài)的GPIO口，保險起見應(yīng)當(dāng)預(yù)留一個開關(guān)上下拉的電阻，用來確保開關(guān)腳的默認(rèn)狀態(tài)是對的。

這類開關(guān)上下拉電阻，通常用于電源芯片的開關(guān)、燈的開關(guān)、模擬開關(guān)等控制腳上。

這種用法也會用在中斷信號上，通過外加一個上拉電阻，使中斷腳在沒有輸出的情況下保持高電平，一旦輸出低電平，就會被拉下來。反之亦然。

這些上下拉電阻，通常在10KR-100KR之間，電阻小了會導(dǎo)致漏電大或者GPIO控制不了，電阻大了會導(dǎo)致和芯片內(nèi)部上下拉沖突。GPIO輸出電阻一般在10kR以下，內(nèi)部上下拉一般在100KR上下。（實際上也是兩個電阻分壓的原理）

至于I2C的上拉，是協(xié)議要求的。I2C兩根線要求默認(rèn)是高電平，一旦被拉到低電平就會認(rèn)為有數(shù)據(jù)要發(fā)送了。在I2C主機(jī)和從機(jī)都沒有控制的情況下，需要維持在高電平。而I2C硬件上都是OC門，沒辦法自己上拉，因此需要外部上拉電阻。這種情況算是個特例。

SDIO接口，就是接SD卡、TF卡的接口，增加10KR-33KR的上拉電阻有助于提高驅(qū)動能力。某些小廠生產(chǎn)的比較水的SD卡和TF卡，會不容易被識別到，增加上拉能夠減小不讀卡的概率。

審核編輯：湯梓紅