一、定義(yi)
1、上拉就是將不確定的信號通過一個(ge) 電阻嵌位在高電平!“電阻同時起限流作用”!下拉同理!
2、上拉是對器件注入電流,下拉是輸出電流
3、弱強隻是上拉電阻的阻值不同,沒有什麽(me) 嚴(yan) 格區分
4、對於(yu) 非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為(wei) 集電極開路輸出型電路輸出電流通道。
二、拉電阻作用
1、一般作單鍵觸發使用時,如果IC本身沒有內(nei) 接電阻,為(wei) 了使單鍵維持在不被觸發的狀態或是觸發後回到原狀態,必須在IC外部另接一電阻。
2、數字電路有三種狀態:高電平、低電平、和高阻狀態,有些應用場合不希望出現高阻狀態,可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處於(yu) 穩定狀態,具體(ti) 視設計要求而定!
3、一般說的是I/O端口,有的可以設置,有的不可以設置,有的是內(nei) 置,有的是需要外接,I/O端口的輸出類似與(yu) 一個(ge) 三極管的C,當C接通過一個(ge) 電阻和電源連接在一起的時候,該電阻成為(wei) 上C拉電阻,也就是說,如果該端口正常時為(wei) 高電平;C通過一個(ge) 電阻和地連接在一起的時候,該電阻稱為(wei) 下拉電阻,使該端口平時為(wei) 低電平,作用嗎:比如:“當一個(ge) 接有上拉電阻的端口設為(wei) 輸入狀態時,他的常態就為(wei) 高電平,用於(yu) 檢測低電平的輸入”。
4、上拉電阻是用來解決(jue) 總線驅動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流,下拉電阻是用來吸收電流的,也就是我們(men) 通常所說的灌電流
5、接電阻就是為(wei) 了防止輸入端懸空
6、減弱外部電流對芯片產(chan) 生的幹擾
7、保護cmos內(nei) 的保護二極管,一般電流不大於(yu) 10mA
8、通過上拉或下拉來增加或減小驅動電流
9、改變電平的電位,常用在TTL-CMOS匹配
10、在引腳懸空時有確定的狀態
11、增加高電平輸出時的驅動能力。
12、為(wei) OC門提供電流
三、上拉電阻應用原則
1、當TTL電路驅動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低於(yu) COMS電路的最低高電平(一般為(wei) 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。……………………..
2、OC門電路“必須加上拉電阻,才能使用”。
3、為(wei) 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、在COMS芯片上,為(wei) 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(chan) 生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平,從(cong) 而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗幹擾能力。
6、提高總線的抗電磁幹擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁幹擾。
7、長線傳(chuan) 輸中電阻不匹配容易引起反射波幹擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑製反射波幹擾。
8、在數字電路中不用的輸入腳都要接固定電平,通過1k電阻接高電平或接地。
四、上拉電阻阻值選擇原則
1、從(cong) 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(cong) 確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;電阻小,電流大。
3、對於(yu) 高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮
以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。
對上拉電阻和下拉電阻的選擇應“結合開關(guan) 管特性和下級電路的輸入特性進行設定,主要需要考慮以下幾個(ge) 因素”:
1。驅動能力與(yu) 功耗的平衡。以上拉電阻為(wei) 例,一般地說,上拉電阻越小,驅動能力越強,但功耗越大,設計是應注意兩(liang) 者之間的均衡。
2。下級電路的驅動需求。同樣以上拉電阻為(wei) 例,當輸出高電平時,開關(guan) 管斷開,上拉電阻應適當選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。
3。高低電平的設定。不同電路的高低電平的門檻電平會(hui) 有不同,電阻應適當設定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為(wei) 例,當輸出低電平時,開關(guan) 管導通,上拉電阻和開關(guan) 管導通電阻分壓值應確保在零電平門檻之下。
4。頻率特性。以上拉電阻為(wei) 例,上拉電阻和開關(guan) 管漏源級之間的電容和下級電路之間的輸入電容會(hui) 形成“RC延遲”,電阻越大,延遲越大。上拉電阻的設定應考慮電路在這方麵的需求。
下拉電阻的設定的原則和上拉電阻是一樣的。
OC門輸出高電平時是一個(ge) 高阻態,其上拉電流要由上拉電阻來提供,設輸入端每端口不大於(yu) 100uA,設輸出口驅動電流約500uA,標準工作電壓是5V,輸入口的高低電平門限為(wei) 0.8V(低於(yu) 此值為(wei) 低電平);2V(高電平門限值)。
選上拉電阻時:500uA x 8.4K= 4.2即選大於(yu) 8.4K時輸出端能下拉至0.8V以下,此為(wei) 最小阻值,再小就拉不下來了。如果輸出口驅動電流較大,則阻值可減小,保證下拉時能低於(yu) 0.8V即可。當輸出高電平時,忽略管子的漏電流,兩(liang) 輸入口需200uA,200uA x15K=3V即上拉電阻壓降為(wei) 3V,輸出口可達到2V,此阻值為(wei) 最大阻值,再大就拉不到2V了。選10K可用。【最大壓降/最大電流、最小壓降/最小電流】
COMS門的可參考74HC係列設計時管子的漏電流不可忽略,IO口實際電流在不同電平下也是不同的,上述僅(jin) 僅(jin) 是原理,一句話概括為(wei) :“輸出高電平時要喂飽後麵的輸入口,輸出低電平不要把輸出口喂撐了”(否則多餘(yu) 的電流喂給了級聯的輸入口,高於(yu) 低電平門限值就不可靠了)
此外,還應注意以下幾點:
A、要看輸出口驅動的是什麽(me) 器件,如果該器件需要高電壓的話,而輸出口的輸出電壓又不夠,就需要加上拉電阻。
B、如果有上拉電阻那它的端口在默認值為(wei) 高電平,你要控製它必須用低電平才能控製如三態門電路三極管的集電極,或二極管正極去控製把上拉電阻的電流拉下來成為(wei) 低電平。反之,
C、尤其用在接口電路中,為(wei) 了得到確定的電平,一般采用這種方法,以保證正確的電路狀態,以免發生意外,比如,在電機控製中,逆變橋上下橋臂不能直通,如果它們(men) 都用同一個(ge) 單片機來驅動,必須設置初始狀態。防止直通!
驅動盡量用灌電流。
電阻在選用時,選用經過計算後與(yu) 標準值最相近的一個(ge) !
P0為(wei) 什麽(me) 要上拉電阻原因有:
1。 P0口片內(nei) 無上拉電阻
2。 P0為(wei) I/O口工作狀態時,上方FET被關(guan) 斷,從(cong) 而輸出腳浮空,因此P0用於(yu) 輸出線時為(wei) 開漏輸出。
3。 由於(yu) 片內(nei) 無上拉電阻,上方FET又被關(guan) 斷,P0輸出1時無法拉升端口電平。
P0是雙向口,其它P1,P2,P3是準雙向口。準雙向口是因為(wei) 在讀外部數據時要先“準備”一下,為(wei) 什麽(me) 要準備一下呢?
單片機在讀準雙向口的端口時,先應給端口鎖存器賦1,目的是使FET關(guan) 斷,不至於(yu) 因片內(nei) FET導通使端口鉗製在低電平。
上下拉一般選10k!