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详解单片机上拉电阻、下拉电阻的意义及作用资料下载
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2021-04-21
laisvl
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一、定义
1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!“电阻同时起限流作用”！下拉同理！
2、上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流。
3、弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。
4、对于非集电极（或漏极）开路输出型威廉希尔官方网站
（如普通门威廉希尔官方网站
）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型威廉希尔官方网站
输出电流通道。
二、拉电阻作用
1、一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。
2、数字威廉希尔官方网站
有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态，具体视设计要求而定！
3、一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似与一个三极管的C，当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上C拉电阻，也就是说，如果该端口正常时为高电平;C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻，使该端口平时为低电平，作用吗：比如：“当一个接有上拉电阻的端口设为输入状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入”。
4、上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，也就是我们通常所说的灌电流。
5、接电阻就是为了防止输入端悬空。
6、减弱外部电流对芯片产生的干扰。
7、保护cmos内的保护二极管，一般电流不大于10mA。
8、通过上拉或下拉来增加或减小驱动电流。
9、改变电平的电位，常用��TTL-CMOS匹配。
10、在引脚悬空时有确定的状态。
11、增加高电平输出时的驱动能力。
12、为OC门提供电流。
三、上拉电阻应用原则
1、当TTL威廉希尔官方网站
驱动COMS威廉希尔官方网站
时，如果TTL威廉希尔官方网站
输出的高电平低于COMS威廉希尔官方网站
的最低高电平（一般为3。5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
2、OC门威廉希尔官方网站
“必须加上拉电阻，才能使用”。
3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。
8、在数字威廉希尔官方网站
中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。
四、上拉电阻阻值选择原则
1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大，电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小，电流大。
3、对于高速威廉希尔官方网站
，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑。
以上三点，通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。
对上拉电阻和下拉电阻的选择应“结合开关管特性和下级威廉希尔官方网站
的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素”：
1、驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2、下级威廉希尔官方网站
的驱动需求。同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级威廉希尔官方网站
提供足够的电流。
3、高低电平的设定。不同威廉希尔官方网站
的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4、频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级威廉希尔官方网站
之间的输入电容会形成“RC延迟”，电阻越大，延迟越大。上拉电阻的设定应考虑威廉希尔官方网站
在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。
OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA，设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时：500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。
如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于 0.8V即可。当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA，200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。
COMS门的可参考74HC系列设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：“输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了”(否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了)。
此外，还应注意以下几点：
A、要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。
B、如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平，你要控制它必须用低电平才能控制如三态门威廉希尔官方网站
三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。
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