在數字電路中,只有二種狀態,要么是高電平,要么是低電平,在通電初期,這些輸出狀態是不確定的,為了使電路確定狀態,必需使用上拉電阻或下拉電阻,使一個原來不確定電平變高的叫上拉電阻,否則就是下拉電阻,上拉電阻就是從電源上接一只電阻到這個狀態口上就可以了,(就是把高的電壓加到這個點上去,這個點的電位就高了)下拉電阻的接法,從這個狀態口接一只電阻到負極(或數字接地),因電路形式與類別不同,當輸入端有信號,這種變化會反應到輸出口,從輸出口得到了一個狀態,本來應該完成任務了,但這會兒輸入口已沒信號了,可輸出端還是這個狀態(這個人習慣不好,開門后總是不關門,加一只彈簧,(電阻)讓它自己關門,)這時候也要用到上下拉電阻,這里有復位的作用。
上拉電阻如何拉高電平
假設端口用二只電阻來表示(等效),根據歐姆定律,其端口電壓必為2.5V,將紅色上拉電阻接入后,端口電壓必然上升,這樣就可以算出現在的端口電壓了,1K與10K是并聯關系,得出其阻值一定會少于1K,那么相當于1K與下面10K電阻是串聯關系,流過他們的電流是一樣的,于是10K二端的電壓升高,端口電壓也升高,具體大家可以自己算。
上圖中紅圈中那個電阻是下拉電阻嗎?但是它沒和任何東西并聯呀,是在引腳和地之間直接串聯的?
那個是用于電路啟動的電阻,電路工作時建立自身的工作狀態,并不是上拉或下拉電阻,類似單片上電工作,都要有個復位過程,但與復位有點區別,一旦復位后,這個電路就可以看作沒用了,即使拿掉也不會影響單片機工作,而這個是一直是要接入的,對于上拉電阻與下拉電阻來說,只針對輸入端口與輸出端口,其他都不算,在電路中,有時候有多余的端口沒用,為了是電路更穩定工作,會接一只上拉電阻或下拉電阻,具體還要看電路,不能一看到電阻的一只腳與IC相連,另一只腳與電源或地相連就認為是上拉電阻或下拉電阻。
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。
上拉是對器件注入電流,下拉是輸出電流。
如圖,IC內部有個等效開關,導通阻抗很小,關斷阻抗很大;
比如上拉R=10KOHM, 內部開關導通阻抗100OHM的時候,輸出電壓就是是1/100的VCC,基本就可以認為是低電位。內部開關關斷阻抗10Mohm的時候,輸出電壓就是999/1000的VCC,基本就可以認為是高電位。
上下拉電阻的作用:
1、在COMS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。
2、當TTL電路驅動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。
3、為加大輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
4、OC門電路必須加上拉電阻,以提高輸出的高電平值。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。
上拉電阻阻值的選擇原則:
1、從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;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,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。
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