上拉就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻鉗位在高電平,電阻同時(shí)起限流作用。下拉同理,也是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻鉗位在低電平。
上拉是對(duì)器件輸入電流,下拉是輸出電流;強(qiáng)弱只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴(yán)格區(qū)分;對(duì)于非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提供電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。
2、OC門電路必須使用上拉電阻,以提高輸出的高電平值。
3、為增強(qiáng)輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力,有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。
4、在CMOS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻以降低輸入阻抗, 提供泄荷通路。
5、芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限,增強(qiáng)抗干擾能力。
6、提高總線的抗電磁干擾能力,管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
7、長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上、下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。
上拉電阻概念
就是從電源高電平引出的電阻接到輸出端
1、如果電平用OC(集電極開路,TTL)或OD(漏極開路,CMOS)輸出,那么不用上拉電阻是不能工作的, 這個(gè)很容易理解,管子沒有電源就不能輸出高電平了。
2、如果輸出電流比較大,輸出的電平就會(huì)降低(電路中已經(jīng)有了一個(gè)上拉電阻,但是電阻太大,壓降太高),就可以用上拉電阻提供電流分量, 把電平“拉高”。(就是并一個(gè)電阻在IC內(nèi)部的上拉電阻上,這時(shí)總電阻減小,總電流增大)。當(dāng)然管子按需要工作在線性范圍的上拉電阻不能太小。當(dāng)然也會(huì)用這個(gè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)門電路電平的匹配。
上拉電阻注意事項(xiàng)
需要注意的是,上拉電阻太大會(huì)引起輸出電平的延遲。(RC延時(shí))
一般CMOS門電路輸出不能給它懸空,都是接上拉電阻設(shè)定成高電平。
下拉電阻:和上拉電阻的原理差不多, 只是拉到GND去而已。 那樣電平就會(huì)被拉低。 下拉電阻一般用于設(shè)定低電平或者是阻抗匹配(抗回波干擾)。
上拉電阻阻值的選擇原則包括:
1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小;電阻小,電流大。
3、對(duì)于高速電路,過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。
綜合考慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。對(duì)下拉電阻也有類似道理。
上拉電阻使用原因
一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí),如果IC本身沒有內(nèi)接電阻,為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài),必須在IC外部另接一電阻。
數(shù)字電路有三種狀態(tài):高電平、低電平、和高阻狀態(tài),有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài),可以通過(guò)上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài),具體視設(shè)計(jì)要求而定!
一般說(shuō)的是I/O端口,有的可以設(shè)置,有的不可以設(shè)置,有的是內(nèi)置,有的是需要外接,I/O端口的輸出類似于一個(gè)三極管的C,當(dāng)C接通過(guò)一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候,該電阻成為上拉電阻,也就是說(shuō),該端口正常時(shí)為高電平;C通過(guò)一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候,該電阻稱為下拉電阻。
上拉電阻是用來(lái)解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的問題的。一般說(shuō)法是上拉增大電流,下拉電阻是用來(lái)吸收電流。
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