原创 上拉电阻,下拉电阻及其作用

2008-1-15 16:56 4992 1 1 分类: MCU/ 嵌入式

上拉电阻,下拉电阻及其作用<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = w ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:word" />
如下图的两个 Bias Resaitor 电阻就是上拉电阻和下拉电阻。图中,上部的一个Bias Resaitor 电阻因为是接地,因而叫做下拉电阻,意思是将电路节点A的电平向低方向(地)拉;同样,图中,下部的一个Bias Resaitor 电阻因为是电源(正),因而叫做上拉电阻,意思是将电路节点A的电平向高方向(电源正)拉。当然,许多电路中上拉下拉电阻中间的那个12k电阻是没有的或者看不到的。我找来这个图是RS485/RS422总线上的,可以一下子认识上拉下拉的意思。但许多电路只有一个上拉或下拉电阻,而且实际中,还是上拉电阻的为多。上拉下拉电阻的主要作用是在电路驱动器关闭时给线路(节点)以一个固定的电平。


1 RS485总线中,它们的主要作用就是在线路所有驱动器都释放总线时让所有节点的AB端电压在200mV200mV以上(不考虑极性)。不然,如果接收器输入端AB间的电平低于±200mV(绝对值小于200mV),接收器输出的逻辑电平将被当作所传输数据的末位而被接收起来,这样显然是极容易产生通讯错误的。


2 最容易见到的上拉电阻应当是NE555电路7脚作为输出用的时候。实际上,它和一个三极管的C极或MOS管的D极有一个电阻接到电源+上是一样道理的。它的作用就是:当管子(晶体管或MOS管)输入关断电平时,C极或D极有一个高电平(空载时约等于电源电压);当管子(晶体管或MOS管)输入导通电平时,C极或D极将与电源地接通,因而有一个低电平。理想的应为0V,但因为管子有导通电阻,因而有一定的电压,不同的管子可能不一样,相同的管子也可能因参数差异而小有差别,即便是真正的金属接触的电源开关,也是有接触电阻/导通压降(虽然不同电流下压降不同)的;仅仅就导通而言,对于不同系列的集成电路来说,因为应用对象不同,导通后的输出电压有不同的规定,典型是TTL电平和CMOS电平的不同


上拉电阻:


1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(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。


2OC门电路必须加上拉电阻,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。


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、对于高速电路,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1k10k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电路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 下级电路的驱动需求。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电路提供足够的电流。


3 高低电平的设定。不同电路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电路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电路在这方面的需求。
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),在数字电路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。


3、为什么要使用拉电阻:


a 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。
b
数字电路有三种状态: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!
c
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如状态时,他的常态就为高电平,用于检测低电平的输入。


上拉电阻是指:将某电位点采用电阻与电源VDD相连的电阻。比如,LM339比较器的输出端在输出高电平时,输出端是悬空的(集电极输出),采用上拉电阻可以将电源电压通过该电阻向负载输出电流,而输出端低电平时,输出端对地短接。


下拉电阻就是在某电位点用电阻与地相连的电阻。如果某电位点有下拉和上拉电阻就组成了分压电路,此时,电阻又叫分压电阻。


 


P0为什么要上拉电阻原因有:


1. P0口片内无上拉电阻


2. P0I/O口工作状态时,上方FET被关断,从而输出脚浮空,因此P0用于输出线时为开漏输出。


3. 由于片内无上拉电阻,上方FET又被关断,P0输出1时无法拉升端口电平。
P0
是双向口,其它P1P2P3是准双向口。


不错准双向口是因为在读外部数据时要先准备一下,为什么要准备一下呢? 单片机在读准双向口的端口时,现应给端口锁存器赋1,目的是使FET关断,不至于因片内FET导通使端口钳制在低电平。


上下拉一般选10k


芯片的上拉/下拉电阻的作用


1.最常见的用途是,假如有一个三态的门带下一级门.如果直接把三态的输出接在下一级的输入上,当三态的门为高阻态时,下一级的输入就如同漂空一样.可能引起逻辑的错误,MOS电路也许是有破坏性的.所以用电阻将下一级的输入拉高或拉低,既不影响逻辑又保正输入不会漂空.


2.改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配;


3.在引脚悬空时有确定的状态;


4.OC门的输出提供电流;


5.作为端接电阻;


6.在试验板上等于多了一个测试点,特别对板上表贴芯片多的更好,免得割线;


上、下拉电阻的作用很多,比如抬高信号峰峰值,增强信号传输能力, 防止信号远距离传输时的线上反射,调节信号电平级别等等!当然还有其他的作用了具体的应用方法要看在什么场合,什么目的,至于参数更不能一概而定,要看电路其他参数而定,比如通常用在输入脚上的上拉电阻如果是为了抬高峰峰值,就要参考该引脚的内阻来定电阻值的!另外,没有说输入加下拉,输出加上拉的,有时候没了某个目的也可能同时既有上拉又有下拉电阻的!

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
相关推荐阅读
hongqi1029_800556847 2013-12-24 14:13
类似CR2032这样的型号的含义
类似CR2032这样的型号,其含义如下:LR——碱性锂-锰一次性纽扣电池,电压1.5V;CR——锂-二氧化锰一次性纽扣电池,电压3.0V,年平均容量降低不大于2%,储存寿命长;SR——锌-氧化银一...
hongqi1029_800556847 2013-06-14 09:25
4~20ma的压控电流源电路
4~20ma的压控电流源电路   利用输入电压Vi(0~5v)控制输出电流Io(4~2Oma),且当输入电压固定时,输出电流不随负载RL的变化而变化。        输出电流的最...
hongqi1029_800556847 2012-08-30 20:30
智慧之花---名言(自省二)
不要评价别人的家庭,因为那和你无关。   不要评价别人的学问,因为世上最不缺的就是学问。   总之,不要评价任何人,哪怕是你的家人。   不要乱花钱,因为明天你就可能失业。    不要趾高...
hongqi1029_800556847 2012-08-13 17:51
浅谈单片机应用程序架构(本文转载自我心永恒)
浅谈单片机应用程序架构(一) 本文转载自我心永恒《浅谈单片机应用程序架构(原创)》 对于单片机程序来说,大家都不陌生,但是真正使用架构,考虑架构的恐怕并不多,随着程序开发的不断增多,本人觉得架构...
hongqi1029_800556847 2012-07-21 11:37
我得生活提醒
1.与人交谈处事,注意表达和表情,好意别给人相反得理解!!! 2.与人相处不高兴时,先反着想,比如我对人家是否尊重,我是否态度好,因为别人的反映可能是我的反映的镜像  3.任何你今日的任性,疏忽,或者...
hongqi1029_800556847 2012-07-21 10:59
自省
        1.为什么和人相处久了,一产生矛盾,就总可能把他得缺点老想来想去呢?为什么不去记人家得好呢?和陌生人反而不会这样呢?朋友,你有什么方法,对付这种情绪呢,毕竟人都不是完人啊!说说你的...
广告
我要评论
0
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
广告
关闭 热点推荐上一条 /5 下一条