電阻的特點是阻擋電能,電阻的關鍵參數有尺寸、阻值、精度和功率。電阻的應用場景非常多,都是圍繞著電阻的特性來使用的。我們重點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作分壓用的。
我們統計過,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。提升外設驅動能力。
下拉電阻
↑NMOS開關控制腳的下拉電阻,R732。使MOS管在無控狀態下保持關閉。
下拉電阻
↑LDO開關的下拉電阻,R759。使LDO在無控狀態下保持關閉。
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,二是提升驅動能力。
關于無人控制,很多人會認為,系統開機之后,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,開機之后都可以控制,但是系統剛上電,未開機,或者開機過程中,GPIO口卻都是在無控狀態。如果只供電但還沒有開機,電源的控制腳是一個默認內部上拉的GPIO口,電源就被打開了,經常導致電流灌進還沒有運行起來的其他GPIO內,導致上電漏電。
如果開機,開機的過程一般是:上電-復位-電源初始化-跑引導程序-內核運行-應用運行,用戶配置代碼要么在內核中,要么在應用程序中,改不到引導程序的。雖然前面無控的時間非常短,可能只有幾百毫秒,但是有可能導致某些GPIO口的默認狀態不對導致外部電源被意外打開,一樣有可能出現漏電的情況。如果是燈的開關,就有可能在開機一瞬間燈亮一下,跑到程序設定的地方才會被關閉。
因此,對于開關腳(EN,enable),選擇GPIO的時候要選擇默認是關閉狀態的GPIO口,保險起見應當預留一個開關上下拉的電阻,用來確保開關腳的默認狀態是對的。
這類開關上下拉電阻,通常用于電源芯片的開關、燈的開關、模擬開關等控制腳上。
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,電阻小了會導致漏電大或者GPIO控制不了,電阻大了會導致和芯片內部上下拉沖突。GPIO輸出電阻一般在10kR以下,內部上下拉一般在100KR上下。(實際上也是兩個電阻分壓的原理)
至于I2C的上拉,是協議要求的。I2C兩根線要求默認是高電平,一旦被拉到低電平就會認為有數據要發送了。在I2C主機和從機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動能力。某些小廠生產的比較水的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:劉清
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原文標題:一文看懂“電阻”的全部用法
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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