上拉电阻和下拉电阻2者共同的作用是:避免电压的“悬浮”,造成电路的不稳定;
一、上拉电阻如图所示:
1、概念:将一个不确定的信号,通过一个电阻与电源VCC相连,固定在高电平;
2、上拉是对器件注入电流;灌电流;
3、当一个接有上拉电阻的IO端口设置为输入状态时,它的常态为高电平;
二、下拉电阻如图所示:
1、 概念:将一个不确定的信号,通过一个电阻与地GND相连,固定在低电平;
2、下拉是从器件输出电流;拉电流;
3、当一个接有下拉电阻的IO端口设置为输入状态时,它的常态为低电平;
上拉电阻与下拉电阻用在什么场合?
答:用在数字电路中,存在高低电平的场合。
上拉电阻与下拉电阻怎么接线?
上拉电阻:电阻一端接VCC,一端接逻辑电平接入引脚(如单片机引脚)
下拉电阻:电阻一端接GND,一端接逻辑电平接入引脚(如单片机引脚)
如上图,R13和R14,一端接到了3.3V,一端通过J17连接到单片机引脚,这两个电阻就是上拉电阻。
如上图,R18的一端连接到了GND,一端连接到了单片机的引脚(只不过是串了一个电阻后连接到了单片机引脚)。所以这个就是下拉电阻。
上拉电阻和下拉电阻有什么用?
提高驱动能力:
例如,用单片机输出高电平,但由于后续电路的影响,输出的高电平不高,就是达不到VCC,影响电路工作。所以要接上拉电阻。下拉电阻情况相反,让单片机引脚输出低电平,结果由于后续电路影响输出的低电平达不到GND,所以接个下拉电阻。
在单片机引脚电平不定的时候,让后面有一个稳定的电平:
例如上面接下拉电阻的情况下,在单片机刚上电的时候,电平是不定的,还有就是如果你连接的单片机在上电以后,单片机引脚是输入引脚而不是输出引脚,那这时候的单片机电平也是不定的,R18的作用就是如果前面的单片机引脚电平不定的话,强制让电平保持在低电平。
再这么解释一下吧,如果IE_DATA那个地方,不连接任何引脚,那么由于R18的下拉作用,IE_DATA就是低电平,所以三极管就不会导通。
上拉电阻和下拉电阻应用场景和选用
电路设计中上拉电阻和下拉电阻到底是什么意思呢?具体有什么作用呢?对这个问题,平时没有留意过,搞设计的时候都是照本宣科,没有真正弄懂意思。很多单片机开发的入门者,以及一些从事软件开发的人,往往在开发单片机的时候遇到上拉电阻、下拉电阻的概念却又无法通过字面理解其中的含义。那么,什么叫上拉电阻和下拉电阻呢?
定义:上拉电阻就是把不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,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嵌位在低电平。上拉电阻说的是器件的输入电流,而下拉说的则是输出电流。电路中如下图所示:
那么在什么时候使用上拉电阻和下拉电阻呢?以下分几个方面说明:
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。
2、OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的高电平值。
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。
既然上拉电阻和下拉电阻有这么多好处,那么电阻的阻值这么多,有什么选择的原则吗?
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。对于下拉电阻来说也是同样的道理。