詳解單片機(jī)上拉電阻、下拉電阻的意義及作用資料下載

一、定義 1、上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平!“電阻同時起限流作用”！下拉同理！ 2、上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流。 3、弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴(yán)格區(qū)分。 4、對于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。 二、拉電阻作用 1、一般作單鍵觸發(fā)使用時，如果IC本身沒有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。 2、數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定！ 3、一般說的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似與一個三極管的C，當(dāng)C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說，如果該端口正常時為高電平;C通過一個電阻和地連接在一起的時候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時為低電平，作用嗎：比如：“當(dāng)一個接有上拉電阻的端口設(shè)為輸入狀態(tài)時，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測低電平的輸入”。 4、上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是我們通常所說的灌電流。 5、接電阻就是為了防止輸入端懸空。 6、減弱外部電流對芯片產(chǎn)生的干擾。 7、保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管，一般電流不大于10mA。 8、通過上拉或下拉來增加或減小驅(qū)動電流。 9、改變電平的電位，常用??TTL-CMOS匹配。 10、在引腳懸空時有確定的狀態(tài)。 11、增加高電平輸出時的驅(qū)動能力。 12、為OC門提供電流。 三、上拉電阻應(yīng)用原則 1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（一般為3。5V），這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。 2、OC門電路“必須加上拉電阻，才能使用”。 3、為加大輸出引腳的驅(qū)動能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。 4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。 5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。 6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。 7、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。 8、在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過1k電阻接高電平或接地。 四、上拉電阻阻值選擇原則 1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大;電阻大，電流小。 2、從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小;電阻小，電流大。 3、對于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮。 以上三點(diǎn)，通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。 對上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)“結(jié)合開關(guān)管特性和下級電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定，主要需要考慮以下幾個因素”： 1、驅(qū)動能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例，一般地說，上拉電阻越小，驅(qū)動能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。 2、下級電路的驅(qū)動需求。同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時，開關(guān)管斷開，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。 3、高低電平的設(shè)定。不同電路的高低電平的門檻電平會有不同，電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例，當(dāng)輸出低電平時，開關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門檻之下。 4、頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開關(guān)管漏源級之間的電容和下級電路之間的輸入電容會形成“RC延遲”，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。 下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。 OC門輸出高電平時是一個高阻態(tài)，其上拉電流要由上拉電阻來提供，設(shè)輸入端每端口不大于100uA，設(shè)輸出口驅(qū)動電流約500uA，標(biāo)準(zhǔn)工作電壓是5V，輸入口的高低電平門限為0.8V(低于此值為低電平)；2V(高電平門限值)。 選上拉電阻時：500uA x 8.4K= 4.2即選大于8.4K時輸出端能下拉至0.8V以下，此為最小阻值，再小就拉不下來了。 如果輸出口驅(qū)動電流較大，則阻值可減小，保證下拉時能低于 0.8V即可。當(dāng)輸出高電平時，忽略管子的漏電流，兩輸入口需200uA，200uA x15K=3V即上拉電阻壓降為3V，輸出口可達(dá)到2V，此阻值為最大阻值，再大就拉不到2V了。選10K可用。 COMS門的可參考74HC系列設(shè)計(jì)時管子的漏電流不可忽略，IO口實(shí)際電流在不同電平下也是不同的，上述僅僅是原理，一句話概括為：“輸出高電平時要喂飽后面的輸入口，輸出低電平不要把輸出口喂撐了”(否則多余的電流喂給了級聯(lián)的輸入口，高于低電平門限值就不可靠了)。 此外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： A、要看輸出口驅(qū)動的是什么器件，如果該器件需要高電壓的話，而輸出口的輸出電壓又不夠，就需要加上拉電阻。 B、如果有上拉電阻那它的端口在默認(rèn)值為高電平，你要控制它必須用低電平才能控制如三態(tài)門電路三極管的集電極，或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來成為低電平。