原创上拉电阻与下拉电阻的作用

 2012-11-16 11:13  1318 13 13 分类: MCU/ 嵌入式文集: 单片机与ARM

上拉电阻与下拉电阻的作用 (2011-10-24 20:54)
http://www.dianyuan.com/article/213934

上拉电阻就是把不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，此电阻还起到限流的作用。同理，下拉电阻是把不确定的信号钳位在低电平。上拉电阻是指器件的输入电流，而下拉指的是输出电流。

那么在什么时候使用上、下拉电阻呢？
1、当TTL电路驱动CMOS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于CMOS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。
2、OC门电路必须加上拉电阻，以提高输出的搞电平值。

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CMOS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。

另外，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1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理

关于上拉电阻，看图。作为输入接VCC等于1，接GND=0。

如果按键短路（按下）电阻为零，按键按下，Out=0，当按键断开，Out=？显然当Out悬空输出VCC，这可以用仪表测量，
这个VCC就是靠R1“上拉”产生的，顾名思义，R1就是上拉电阻。上拉电阻的大小，取决于输出接负载的需要，通常逻辑电路对高电平输出阻抗很大，要求输出电流很小，在上拉电阻上压降可以忽略，当然上拉电阻不能太大，否则就不能忽略了。

实际电路还有这种结构

这里的R1也是上拉电阻。

关于下拉电阻，用得少，道理和上面一样，只不过通过电阻“下拉”到GND。

单片机P0口输出结构一部分电路类似下图，实际可能用的是场效应管

当Q1，Q2分别导通，可以对外输出0和1，当Q1，Q2都不导通时？要想输出1，咋办？外接上拉电阻！

为什么要使用拉电阻：

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。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！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，也就是灌电流。