上拉電阻和下拉電阻作用 區別及應用

2021-08-21 12:55:11 字數 2990 閱讀 2132

上拉電阻和下拉電阻有什麼用?

1、提高驅動能力:

例如,用微控制器輸出高電平,但由於後續電路的影響,輸出的高電平不高,就是達不到vcc,影響電路工作。所以要接上拉電阻。下拉電阻情況相反,讓微控制器引腳輸出低電平,結果由於後續電路影響輸出的低電平達不到gnd,所以接個下拉電阻。

2、鉗位

上拉就是將不確定的訊號通過乙個電阻鉗位在高電平,電阻同時起限流作用。下拉同理,也是將不確定的訊號通過乙個電阻鉗位在低電平

在微控制器引腳電平不定的時候,讓後面有乙個穩定的電平:

例如上面接下拉電阻的情況下,在微控制器剛上電的時候,電平是不定的,還有就是如果你連線的微控制器在上電以後,微控制器引腳是輸入引腳而不是輸出引腳,那這時候的微控制器電平也是不定的,下拉電阻的作用就是如果前面的微控制器引腳電平不定的話,強制讓電平保持在低電平。

3、 提高輸出的高電平值

例如: 當ttl電路驅動cmos電路時,如果電路輸出的高電平低於cmos電路的最低高電平(一般為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

此外還有以下作用:

1、提高匯流排的抗電磁干擾能力,管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾;

2、長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。

3、如果電平用oc(集電極開路,ttl)或od(漏極開路,cmos)輸出,那麼不用上拉電阻是不能工作的, 這個很容易理解,管子沒有電源就不能輸出高電平了。

如下圖所示:

集電極開路輸出的結構如圖1所示,右邊的那個三極體集電極什麼都不接,所以叫做集電極開路;和集電極開路類似,漏極開路輸出;

一般情況下都需要在output 輸出口 外接上拉電阻,才能輸出高電平。否則在右邊三極體截止時,輸出的是高阻態。

高阻態狀態下便於多個三極體併聯(線與邏輯) 有乙個為低電平,所有的都為低電平。

上下拉使用對比:

需要注意的是,上拉電阻太大會引起輸出電平的延遲。(rc延時)一般cmos閘電路輸出不能給它懸空,都是接上拉電阻設定成高電平。

下拉電阻:和上拉電阻的原理差不多, 只是拉到gnd去而已。 那樣電平就會被拉低。下拉電阻一般用於設定低電平或者是阻抗匹配(終端端接)

上拉是對器件輸入電流,下拉是輸出電流;

上拉用來增大電流,下拉電阻是用來吸收電流。

選用原則:

上拉電阻阻值的選擇原則包括:

1、從節約功耗及晶元的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。

2、從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

上拉電阻偏大或偏小的影響:         400kbs

上拉電阻值過小,vcc灌入埠的電流(ic)將較大,這樣會導致mos管v2(三極體)不完全導通(ib*β,有飽和狀態變成放大狀態,這樣埠輸出的低電平值增大(i2c協議規定,埠輸出低電平的最高允許值為0.4v)。 如果

上拉電阻過大,加上線上的匯流排電容,由於rc影響,會帶來上公升時間的增大(下降延是晶元內的電晶體,是有源驅動,速度較快;上公升延是無源的外接電阻,速度慢),而且上拉電阻過大,即引起輸出阻抗的增大,當輸出阻抗和負載的阻抗可以比擬的時,則輸出的高電平會分壓而減少。

低功耗狀態 上拉下拉使用注意:

帶上拉或者下拉的io口,在低功耗狀態,或者配置使用的常態時,應根據io口的狀態進行相關的設定

如果io口沒有做好處理的話,它就會在暗地裡偷走功耗,而你卻渾然不知。具體原因是這樣的,一般的io的內部或者外部都會有上下拉電阻,舉個例子,如下圖所示,假如某個io口有個10kω的上拉電阻,把引腳拉到3.3v,然而當mcu進入低功耗模式的時候,此io口被設定成輸出低電平,根據歐姆定律,此引腳就會消耗3.3v/10k=0.33ma的電流,假如有

四、五個這樣的io口,那麼幾個ma就貼進去了,太可惜了。所以在進入低功耗之前,請逐個檢查io口的狀態:

如果此io口帶上拉,請設定為高電平輸出或者高阻態輸入;

如果此io口帶下拉,請設定為低電平輸出或者高阻態輸入;

總之一句話,不要把上好的電流浪費在產生熱量的功能上,咱可不靠這點溫度去暖手。

io口上拉與下拉電平與ic間的連線造成的相應功耗的損失:

io口的上下拉電阻消耗電流這一因素相對比較明顯,下邊咱來說乙個不明顯的因素:io口與外部ic相連時的電流消耗。假如某個io口自帶上拉,而此與io相連的ic引腳偏偏是自帶下拉的,那麼無論這個引腳處於什麼樣的電平輸出,都不可避免的產生一定的電流消耗。所以凡是遇見這一類的情況,首先需要閱讀外設ic的手冊,確定好此引腳的的狀態,做到心中有數;然後在控制mcu睡眠之前,設定好mcu的io口的上下拉模式及輸入輸出狀態,要保證一絲兒電流都不要被它消耗掉。

系統功耗測試。

檢測出來的電流消耗很大,可實際應用消耗的功耗卻不大?

是因為在測試功耗的時候mcu還連線著偵錯程式呢!這時候大部分電流就會被偵錯程式給擄走,平白無故的讓工程師產生極度鬱悶的心情。所以在測低功耗的時候,一定不要連線偵錯程式,更不能邊除錯邊測電流。

上拉電阻 下拉電阻 的作用和區別

上拉電阻和下拉電阻二者共同的作用是 避免電壓的 懸浮 造成電路的不穩定。一 上拉電阻如圖所示 二 下拉電阻如圖所示 三 小應用 對於輸入來說,偏流極小,即使懸空高阻下可能會有相對較大的輸入電壓,且不穩定,加下拉,偏流流過電阻產生的壓降仍極小,可認為將輸入電平確定為低.對於輸出來說,通常針對的是集電極...

上拉電阻和下拉電阻的作用

一 上拉電阻 1 當ttl電路驅動coms電路時,如果ttl電路輸出的高電平低於coms電路的最低高電平 一般為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閘電路必須加上拉電阻,才能使用。3 為加大輸出引腳的驅動能力,有的微控制器管腳上也常使用上拉電阻。4 在com...

下拉電阻和上拉電阻

在學習arduino時,連線微動開關,需要乙個下拉電阻,當開關處於開路的狀態時,保持輸入引腳的低電平。對於其中的原理糾結了很長時間,下面是根據查詢到的資料和加入了自己的理解。下拉電阻 1當處於斷路狀態時,如果沒有10k歐的下拉電阻,input端的電壓在0v 5v之間浮動。有下拉電阻時,輸入引腳通過1...