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淺談上拉電阻與下拉電阻

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ID:194729 發表于 2019-4-15 10:35 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
此篇文章免費分享給大家,這篇文章結合筆者所學以及在往上參考大神的講解,通過自己的理解整理成文檔,在此免費分享給大家,由于筆者是一名在讀學生,文中難免有不當之處,如有錯誤,望大家指正!
另外非常感謝,管理員的加分!!在此也鼓勵大家,積極共享,共同學習。!

淺談上下拉電阻思考:上下拉電阻有什么用呢?
答:上下拉電阻的作用非常簡單,就是將一個不確定的信號確定下來。通過上拉電阻將不確定的信號鉗位到高電平,通過下拉電阻,將不確定的信號鉗位到低電平。這樣,一個不確定的信號就確定下來了。接下來,我們將詳細介紹上下拉電阻。
例子:單片機的I/0口,通電狀態下是高電平還是低電平,傻傻分不清,此時我們就可以通過上拉電阻將I/O口固定為高電平,通過下拉電阻將I/O口固定為低電平,這樣,通電狀態下的單片機I/O口的電平狀態就被確定下來了!!

1.上拉電阻概念:將一個不確定的信號,通過一個電阻與電源VCC相連,固定在高電平。
圖1.上拉電阻
作用:1.避免引腳的浮空,減少了很多的干擾。
      2.提高了IO口的驅動能力
提示:上拉電阻的作用有非常多,但是畢竟筆者才疏學淺只能體會到此。

簡要分析作用2:為什么提高了IO口的驅動能力呢?
上篇文章簡單的談了談拉電流和灌電流,有興趣的可以移步至此:http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-156391-1.html
數字電路中衡量I/O口驅動能力的參數是拉電流和灌電流,而我們通過上拉電阻可以提高拉電流驅動能力是因為:在沒有加上拉電阻的時候,電流的來源只有IO口非常微弱,如下圖2所示,當我們添加上拉電阻后,電流的來源有兩條,如下圖3所示,這不就直接的增強了驅動能力了嘛。!

圖2
圖3

2.下拉電阻概念:將一個不確定的信號,通過一個電阻與GND相連,固定在低電平。
圖4.下拉電阻
作用:1.避免引腳的浮空,減少了很多的干擾。
      2.提高了IO口的驅動能力

簡要分析:如何提高驅動能力?
灌電流也是電路中衡量驅動能力的參數,如圖5所示,在沒有接下拉電阻的時候,電流只有一條路,那就是流入芯片的引腳中,在加了下拉電阻之后(圖6),電流有倆條路徑可以流動,一個是芯片引腳,一個是地,這不也是直接增強了電路的驅動能力嘛。。
圖5.不加下拉電阻
圖6.加下拉電阻
3.選取上拉下拉的原則考慮到功耗的因素:W=I^2*R,電流越大,功耗相對來說也就越大了,因此選擇較大的電阻從而得到較小的電流,降低功耗。一般選取電阻范圍在(1K-10K)。

完整的Word格式文檔51黑下載地址:
淺談上下拉電阻.docx (143.71 KB, 下載次數: 45)

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ID:623003 發表于 2019-10-12 21:51 | 顯示全部樓層
很有幫助,謝謝。!
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ID:695961 發表于 2020-5-27 12:18 | 顯示全部樓層
跟樓主學會了將內容放在WORD中作為附件就可以得到黑幣的招數。
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ID:686739 發表于 2020-5-28 06:08 來自手機 | 顯示全部樓層
學習一下
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ID:253767 發表于 2020-5-28 09:07 | 顯示全部樓層
謝謝分享!!!
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ID:885243 發表于 2021-3-15 22:55 | 顯示全部樓層
感謝樓主分享精神,再接再厲。
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ID:308393 發表于 2021-3-16 15:15 | 顯示全部樓層
學到了!謝謝樓主!
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ID:78901 發表于 2021-3-16 20:31 | 顯示全部樓層
上拉10k下拉33k實現電平轉換才是硬道理
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ID:971773 發表于 2021-10-13 17:24 | 顯示全部樓層
寫的通俗易懂,很有幫助
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ID:59884 發表于 2024-4-30 14:38 | 顯示全部樓層
以我通過電路原理的理解,上拉電阻和下拉電阻,本質上是沒有區別。之所以要上拉電阻,是因為I/O口內部相連的三極管或MOS管導通,是與電源負極相連的。芯片內部I/O口與電源正極沒有電路形成回路,從而當芯片內部I/O口三極管截止時,對應的I/O口無法呈現高電位。為了解決呈現高電平,I/O與電源正極接一個電阻,拉高I/O電壓,所以叫上拉電阻。而下拉電阻,是因為芯片I/O口內部相連的三極管或MOS管導通,是與電源正極相連的。所以需要下拉電阻,其原理與上拉相同。I/O口采樣此種開漏形式設計的優點:便于I/O口與信號接收電路的電平轉換及阻抗匹配;再者比如采樣上拉電阻的電路,如果I/O口外部電路,因某種原因對電源負極短路,不會損壞芯片。比如采用下拉電阻的電路,如果I/O口外部電路,因某種原因對電源正極短路,不會損壞芯片。采樣外部上拉或下拉的缺點:外圍電路增多。
上拉或下拉電阻的取值:最大值取決與信號接收電路的阻抗;最小取值,取決于該I/O口能承受的電流以及芯片能承受的總電流。所以選取阻值,還是比較寬泛的。
比如STC單片機的端口可以通過程序,選擇I/O口四種配置:準雙向口(內部上拉電阻);推挽輸出(上導通和下導通),高阻輸入(I/O口懸空),開漏輸出(無內部上拉電阻,需外接上拉電阻)。通過選擇合適的端口配置,可在滿足使用要求的情況下,最大限度的精減掉部分外圍元件。
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ID:1021614 發表于 2024-4-30 17:11 | 顯示全部樓層
這種講解是最形象最容易理解的!謝樓主!
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ID:1021614 發表于 2024-4-30 17:19 | 顯示全部樓層
樓主可以開講座了使我等菜鳥初學容易入門!
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ID:1123155 發表于 2024-5-31 15:59 | 顯示全部樓層
學到了
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