單片機(jī)的上下拉電阻
似乎我們多次提到了上拉電阻，下拉電阻，具體到底什么樣的電阻算是上下拉電阻，上下拉電阻都有何作用呢？上拉電阻就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻拉到高電平，同時(shí)此電阻也起到一個(gè)限流作用，下拉就是下拉到低電平。
比如我們的IO設(shè)置為開(kāi)漏輸出高電平或者是高阻態(tài)時(shí)，默認(rèn)的電位是不確定的，外部經(jīng)一個(gè)電阻接到VCC，也就是上拉電阻，那么相應(yīng)的引腳就是高電平；經(jīng)一個(gè)電阻到GND，也就是下拉電阻，那么相應(yīng)的引腳就是一個(gè)低電平。
上拉電阻應(yīng)用很多，都可以起到什么作用呢？我們現(xiàn)在主要先了解最常用的以下4點(diǎn)。
1、 OC門要輸出高電平，必須外部加上拉電阻才能正常使用，其實(shí)OC門就相當(dāng)于單片機(jī)IO的開(kāi)漏輸出，其原理可參照?qǐng)D中的開(kāi)漏電路。
2、加大普通IO口的驅(qū)動(dòng)能力。標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)的內(nèi)部IO口的上拉電阻，一般都是在幾十K歐，比如STC89C52RC內(nèi)部是20K的上拉電阻，所以最大輸出電流是250uA，因此外部加個(gè)上拉電阻，可以形成和內(nèi)部上拉電阻的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，增大高電平時(shí)電流的輸出能力。
3、在電平轉(zhuǎn)換電路中，比如我們前邊講的5V轉(zhuǎn)12V的電路中，上拉電阻其實(shí)起到的是限流電阻的作用，如圖所示。
圖 上拉電阻R2
4、比如單片機(jī)總線引腳，不使用的引腳懸空的時(shí)候，容易受到電磁干擾而處于一個(gè)紊亂狀態(tài)，加上一個(gè)對(duì)VCC的上拉電阻或者一個(gè)對(duì)GND的下拉電阻后，可以有效的抵抗電磁干擾。
我們?cè)谶M(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，如何正確選擇合適的上下拉電阻的阻值呢？
1、從節(jié)約功耗的方面考慮應(yīng)當(dāng)足夠大，因?yàn)殡娮柙酱，電流越小?BR>2、從確保足夠的引腳驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小，電阻小了，電流才能大。
3、在開(kāi)漏輸出時(shí)，過(guò)大的上拉電阻會(huì)導(dǎo)致信號(hào)上升沿變緩。我們來(lái)解釋一下：實(shí)際電平的變化都是需要時(shí)間的，雖然很小，但永遠(yuǎn)都達(dá)不到零，而開(kāi)漏輸出時(shí)上拉電阻的大小就直接影響了這個(gè)上升過(guò)程所需要的時(shí)間，如圖下所示。想一下，如果電阻很大，而信號(hào)頻率又很快的話，最終將導(dǎo)致信號(hào)還沒(méi)等上升到高電平就又變?yōu)榈土耍谑切盘?hào)就無(wú)法正確傳送了。
圖 上拉電阻對(duì)波形的影響
綜合考慮，我們常用的上下拉電阻值大多選取在1k到10k之間，具體到底多大通常要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選，通常情況下在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)就可以了，不一定是一個(gè)固定的值。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
