原创 芯片I/O输入端上拉和下拉电阻的作用

    数字电路有三种状态：高电平、低电平和高阻状态。但有些场合却不希望出现高阻状态，通过上拉电阻或者下拉电阻就可以使电路处于稳定的状态，具体视设计要求而定。上下拉电阻的应用道理类似，下面就以上拉电阻为例说明：
1.上拉电阻的作用
  ① 当前端逻辑输出驱动输出的高电平低于后级逻辑电路输入的最低高电平时，就需要在前级的输入端接上拉电阻，以提高输出高电平的值；同时提高芯片输入信号的噪声容限，以增强抗干扰能力。
  ②为加大高电平输出时引脚的驱动能力，有的单片机引脚上也常使用上拉电阻。
  ③OC门必须加上上拉电阻是引脚悬空有确定的状态，实现“线与”功能。

  ④在CMOS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的引脚不能悬空，一般都要接上上拉电阻降低输入阻抗，提供泄荷通路。
  ⑤引脚悬空比较容易受到外界电磁干扰，加上拉电阻可以提高总线的抗电磁干扰能力。
  ⑥长线传输中电阻不匹配容易引起反射波阻抗，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

2.上拉电阻阻滞的选择原则
上拉电阻阻值的选择原则包括：
    ①从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应该足够大。电阻越大，电流越小。
    ②从确保足够的驱动电流考虑应该足够小。电阻越小，电流越大。
    ③对于高速电路，过大的上拉电阻可能是边沿变平缓。   

综合考虑以上三点，通常在1~10kΩ之间选取。上拉电阻的组织大小主要是要顾及端口低电平吸入电流的能力。例如，在5V电压下，加1kΩ上拉电阻，将会给端口低电平状态增加5mA的吸入电流。在端口能承受的条件下，上拉电阻小一点为好。对下拉电阻也有类似的道理。    

同时对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要应考虑一下几个元素：
    ①驱>    ②当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需要200μA。200μA×15kΩ=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，次阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10kΩ即可。
    上述仅仅是原理,用一句话可概括为：输出高电平是要有足够的电流给后面的输入口，输出低电平要限制住吸入电流的大小