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标题: 拉电阻、下拉电阻的原理和作用 [打印本页]

作者: 66869330 时间: 2008-8-3 19:16
标题: 拉电阻、下拉电阻的原理和作用
本帖最后由紫菁于 2017-9-15 16:25 编辑

作者: 66869330 时间: 2008-8-3 19:27
标题: 上下拉电阻的详细说明
拉电流输出和灌电流输出
http://hiphotos.baidu.com/microwish/pic/item/63f96c2d55d7a731359bf7c7.jpg http://hiphotos.baidu.com/microwish/pic/item/e56d32898aaf80b60e2444c7.jpg

在使用数字集成电路时，拉电流输出和灌电流输出是一个很重要的概念，例如在使用反向器作输出显示时，图1是拉电流，即当输出端为高电平时才符合发光二极管正向连接的要求，但这种拉电流输出对于反向器只能输出零点几毫安的电流用这种方法想驱动二极管发光是不合理的（因发光二极管正常工作电流为5~10mA)。
图2为灌电流输出，即当反向器输出端为低电平时，发光二极管处于正向连接情况，在这种情况下，反向器一般能输出5~10mA的电流，足以使发光二极管发光，所以这种灌电流输出作为驱动发光二极管的电路是比较合理的。因为发光二极管发光时，电流是由电源+5V通过限流电阻R、发光二极管流入反向器输出端，好像往反向器里灌电流一样，因此习惯上称它为“灌电流”输出。

   在数字电路中我们经常可以看到上、下拉电阻。
一、定义：
      1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用！下拉同理！
      2、上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流
      3、弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分
      4、对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

二、拉电阻作用：
   1、一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。
   2、数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态，具体视设计要求而定！
   3、一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似与一个三极管的C，当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上C拉电阻，也就是说，如果该端口正常时为高电平，C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻，使该端口平时为低电平，作用吗：比如：当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入。
   4、上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，也就是我们通常所说的灌电流
   5、接电组就是为了防止输入端悬空
   6、减弱外部电流对芯片产生的干扰
   7、保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10mA
   8、通过上拉或下拉来增加或减小驱动电流
   9、改变电平的电位，常用在TTL-CMOS匹配
   10、在引脚悬空时有确定的状态
   11、增加高电平输出时的驱动能力。
   12、为OC门提供电流

三、上拉电阻应用原则：
   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，才能使用。
   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。
   8、在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。

四、上拉电阻阻值选择原则:
   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。

   对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：
   1．驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
   2．下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
   3．高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
   4．频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟，电阻越大，延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时：500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。
当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了）

此外，还应注意以下几点：
A、要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。
B、如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。反之，
C、尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通

作者: asus0929 时间: 2008-8-6 17:23
不錯的介紹

作者: yaunqianqian 时间: 2008-8-15 09:26
非常实用的一些知识

作者: hwei117 时间: 2008-8-15 16:37
:lo

作者: frankyon 时间: 2008-8-19 12:37
标题: 很详细的介绍
辛苦了知道的不知道的都学了

作者: 热茶 时间: 2008-8-19 17:02
不错！踩个脚印慢慢看。

作者: dbwang 时间: 2008-8-21 14:55
不错，有帮助

作者: shiningstars 时间: 2008-8-22 13:42
很有道理，给人豁然开朗的感觉

作者: wgxold 时间: 2008-8-29 08:50
受教!

作者: liaiqing996 时间: 2008-9-5 09:45
知识面太窄呀，好多都不知道呢。。。。多谢了

作者: qsj687 时间: 2008-9-7 14:51
不错的资料啊

作者: fee110 时间: 2008-9-8 10:12
讲得有道理啊

作者: caitinly 时间: 2008-9-8 10:40

作者: cuizhuxianzi 时间: 2008-9-10 10:31
不错，谢谢

作者: 电子开发爱好 时间: 2008-9-12 08:40
学习了！

作者: tsparm 时间: 2008-9-12 16:39
要打好基础！

作者: zyf2010 时间: 2008-9-15 14:07
强烈支持一下！电路有的时候就少个上拉或者下拉就不通了。要好好学习理解下。

作者: sunflowers 时间: 2008-10-20 13:00
学习中

作者: joy0410 时间: 2008-11-1 10:44
好好學習硬件知識

作者: 湖湘天地人 时间: 2008-11-1 16:47
先谢了，再仔细看

作者: weihonggao 时间: 2008-11-21 15:10
谢谢，学习了

作者: gaojun39 时间: 2008-11-23 19:08
标题: 顶一下了
很好的东西啦
谢谢楼主啊

作者: hynna 时间: 2008-12-4 10:44
真的很详细

作者: david_lyj 时间: 2009-4-3 16:46
以前有读过, 但总觉得太长没有看完..........路过

作者: passtime 时间: 2009-4-3 20:54
good

作者: jesuswilliam 时间: 2009-4-9 08:30
图片已经看不到了，楼主可不可以重新贴一下？辛苦了

作者: zhangaihua 时间: 2009-12-22 22:03
很全，学习了！谢谢

作者: tao0599 时间: 2009-12-26 16:46
谢谢分享!!!!!

作者: qxhtyq 时间: 2010-1-8 10:41

作者: enterpxy 时间: 2010-1-11 21:43
很好，今天对电子又懂得多一点了

作者: Ann 时间: 2010-1-11 22:37

作者: zhzhzh 时间: 2010-2-5 10:14
不错，谢谢

作者: yl_ha 时间: 2010-2-8 11:34
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: zengwei2012 时间: 2010-3-6 23:43

作者: henry-wang 时间: 2010-3-16 13:58
简单理解就可以了

作者: wycawyc 时间: 2010-4-9 13:59
多谢。学习了

作者: abtreasure 时间: 2010-4-10 09:53
看着好累，还有错别字，有些地方莫名其妙的。

作者: ruotianhan 时间: 2010-4-10 19:52
谢谢楼主，我转走了行不？学习了

作者: shqlcdd 时间: 2010-4-12 00:38
不错，做个标记明天看

作者: cheery 时间: 2010-4-21 14:30
谢了

作者: chenwei870817 时间: 2010-5-2 22:08
很受教

作者: lihx1 时间: 2010-5-17 11:35
很有帮助啊，多谢了！

作者: baojian510 时间: 2010-5-19 19:31
讲解的很详细，很好，顶起。。。。

作者: yufangh 时间: 2010-5-20 18:14
精辟！！

作者: zhyuanzy 时间: 2010-5-21 23:18
XIEXIE

作者: zsg456 时间: 2010-5-26 10:59
不容易

作者: balsampear 时间: 2010-5-26 12:13
踩踩慢慢看先

作者: wolflevis 时间: 2010-5-30 03:02
非常感謝

作者: lqman 时间: 2010-6-1 17:08
很零碎的一堆~

作者: 漫步学走 时间: 2010-6-5 11:46
不错不错，知道的与不知道的都学习了，留块砖头

作者: henian 时间: 2010-6-19 16:24
书到用时方恨少哦,看过了,收下了!

作者: andyauhz 时间: 2010-7-6 11:46
长见识了！

作者: twgx5858 时间: 2010-7-10 22:47
不错的资料

作者: 叮叮 时间: 2010-7-31 16:45
不错，很详细。留下慢慢看。

作者: Superzhu 时间: 2010-8-14 09:46
收益颇丰！

作者: swp 时间: 2010-8-19 10:08
受教了，谢谢分享

作者: mjc19870316 时间: 2010-8-19 11:17
好好啊

作者: 529079831 时间: 2010-8-20 19:59
回复 1# 66869330

好。谢谢

作者: siyantianji 时间: 2010-8-21 12:03
很详细还没有看完是个有心人

作者: wangwu503 时间: 2010-9-2 18:06
这个兄弟辛苦了

作者: alias 时间: 2010-9-3 15:39
讲得挺详细的，TKS

作者: heaven66 时间: 2010-9-5 08:54
有料自然猛起来

作者: liushuihezhi 时间: 2010-9-7 16:38
不错，谢谢

作者: xiaomujie 时间: 2010-9-14 16:23
学习了

作者: mingshuo860122 时间: 2010-9-18 12:09
学习了

作者: zzqs0123 时间: 2010-9-18 12:59
做任务做任务做任务`````

作者: cmy254167 时间: 2010-9-26 16:23
不错

作者: 无为而为 时间: 2010-9-29 10:26
很是实用，谢谢分享。

作者: zhb617 时间: 2010-11-11 13:20
很好，学习中

作者: melody 时间: 2010-11-19 11:15
回复 66869330 的帖子

感谢楼主分享

作者: txrjy08 时间: 2010-12-15 16:05
好^_^

作者: yxw0609131056 时间: 2010-12-28 10:07
謝謝，學習了

作者: glater 时间: 2010-12-29 09:53
值得学习的资料！

作者: jicitzuchi 时间: 2010-12-29 09:58
讲解详细！

作者: jicitzuchi 时间: 2010-12-29 09:59
比较详细的讲解！

作者: jicitzuchi 时间: 2010-12-29 10:02
讲解的不错

作者: hjc036 时间: 2010-12-29 10:13
好贴，留名备查！

作者: mzj128 时间: 2010-12-30 12:43
谢谢楼主了，很受用

作者: amywang2000 时间: 2011-1-4 17:42
最近在学这方面的知识，看看

作者: 202955 时间: 2011-1-13 16:11
真的很实用，工作了4年了，真的还有好多一知半解，惭愧啊

作者: wangcs 时间: 2011-1-18 20:16
好，学习了！

作者: blasonliu 时间: 2011-1-20 11:32
正好需要，引荐一下

作者: fenghwu 时间: 2011-1-26 17:53
顶起

作者: lux_huang 时间: 2011-1-26 17:56
想不到學問這麼大受教了

作者: kofkyok 时间: 2011-1-27 13:34
很好的经验

作者: xiaomujie 时间: 2011-2-10 11:27
学习了！

作者: shenzhou8hao1 时间: 2011-3-20 22:13
实用的资料

作者: mengsna 时间: 2011-3-22 12:49
不错！TKS！

作者: moybe 时间: 2011-3-25 11:11
楼主是个好人啊

作者: zjmytr 时间: 2011-4-7 23:45
好东西，现在在论坛里讲得这么透彻的人不多了，鼓励啊!!!!

作者: sharpcolin 时间: 2011-4-8 10:28
非常谢谢LZ人分享！

作者: ZYY_GOD 时间: 2011-4-15 20:36
good thanks

作者: woshihong1 时间: 2011-4-18 16:47
谢谢楼主，很有用

作者: wcf3217 时间: 2011-5-8 19:22
学习！

作者: yangxf 时间: 2011-5-12 21:26

作者: 小学生 时间: 2011-5-15 20:03
kaka

作者: Ava_Sun 时间: 2011-5-23 21:20
受益匪浅！

作者: Ava_Sun 时间: 2011-5-23 22:33
相当生动！

作者: qiangqssong 时间: 2011-5-24 15:30
谢谢分享！！！

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