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常见各类技术资料上，有些技术规范写道“无用的管脚不允许悬空状态，必须接上拉或下拉电阻以提供确定的工作状态”。+ O% Q$ ~ c4 Y* D1 z6 [4 q4 U
这个提法基本是对的，但也不全对。下面详细加以说明。 C# e" k1 \! O
) C# q+ E9 L' T K6 l9 }! y管脚上拉下拉电阻设计出发点有两个：% F+ _. G4 Z, I* O' L
一个是在正常工作或单一故障状态下，管脚均不应出现不定状态，如接头脱落后导致的管脚悬空；
0 ?2 @$ n, A( U u9 D二是从功耗的角度考虑，就是在长时间的管脚等待状态下，管脚端口的电阻上不应消耗太多电流，尤其是对电池供电设备。0 [* u6 {8 R6 \8 h8 O4 S7 M
; H# q6 i* A d5 k( W0 D" v从抗扰的角度，信号端口优选上拉电阻。上拉电阻时，在待机状态下，源端输入常为高阻态，如果没有上拉电阻或下拉电阻，输入导线呈现天线效应，一旦管脚受到辐射干扰，管脚输入状态极容易被感应发生变化。所以，这个电阻是肯定要加的。下一个问题就是加上拉还是下拉。
; U) {. F/ s( K2 W2 ?* g如果加了下拉，在平常状态下，输入表现为低电平，但辐射干扰进来后，会通过下拉电阻泻放到地，就会发生从Low—High的一个跳变，产生误触发。相当于一个乞丐，你给了他10万元，他的生活方式就会从穷人到富人发生一个改变。
2 |" J6 Q C- H& \" Q9 W: g# ?但如果加了上拉电阻，在平常状态下，输入表现为高电平，辐射干扰进来后，如果低也没关系，上拉电阻会将输入端钳位在高电平，如果辐射干扰强，超过了Vcc的电平，导线上的高电平干扰会通过上拉电阻泻放到Vcc上去，无论怎样干扰，都只会发生High—Higher的变化，不会产生误触发。相当于人家本来是一个富豪，你给了他10万元，他的生活方式不会发生任何的改变。2 E4 Y5 |8 W2 W+ v* C: Q
图1和图2是干扰状态下的电平示意图。图2中的低电平由VL变为VL+ΔV时，产生了从低电平到高电平的跳变，有可能使后级电路误动作的风险。* Q' B2 }5 o0 N- i5 q* f$ D) x
下一个问题就是，确定了用上拉电阻后，是不是上拉电阻就可以随便选了呢？答案当然是“no”。（如图3）
+ U# o4 Q% R: ]4 T) w9 F. f
6 u4 a' n0 {' x/ b% o) P. z' d! p( M7 I; @, A5 u
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; z) {% s) ~) i4 \/ W E& X) c0 g& r3 D0 f
) |( ?, W2 I: ?
6 k5 F; o+ l: m3 I: H 在前极输出高电平时，Vout输出电流，U为高电平。有两种情况：7 M' s0 P2 U! x V5 z& {/ l) V
: x9 U8 \$ f7 t- @0 m3 X$ x
A、当I0 >= I1 + I2/ t6 k; A, ?% b3 X5 V* W$ V
这种情况下，RL1和RL2两个负载不会通过R取电流，因此对R阻值大小要求不高，通常4.7 KΩ<R<20 KΩ即可。此时R的主要作用是增加信号可靠性，当Vout连线松动或脱落时，抑制电路产生鞭状天线效应吸收干扰。
8 |5 ~- e j Y- l5 ]' \+ mB、当I0 < I1 + I2- ?" o" ?4 u2 h& R Z& I
I0 +I= I1 + I2
4 M0 G7 B! ~; c9 a, H U=VCC-IR X8 m# ]2 ~- J$ ^- J/ W
U>=VHmin; d6 R9 Y5 b. }
由以上三式计算得出，R<=(VCC- VHmin)/I
: v0 O- m: @- O# F 其中，I0、I1、I2都是可以从datasheet查到的，I就可以求出来，VHmin也是可以查到的。7 ?4 z1 F' L% {" \
* L4 w6 D3 Q6 j8 c 当前极Vout输出低电平时，各管脚均为灌电流，则：
* _" o2 @/ z; C7 F' j; e: ^ I’= I1’ + I2’ +I0’
/ A9 K& v7 D* Z1 v9 p U’ =VCC-I’ R
$ ~( ?6 A/ \; D- s2 l: b7 @ U’ <=VLmax
3 i+ `* n9 k0 b$ x2 [% p l以上三式可以得出：R>=(VCC- VLmax)/I’
: i- g2 a' D! O. o 1 d( u9 f2 E/ u. \2 |
由以上二式计算出R的上限值和下限值，从中取一个较靠近中间状态的值即可。1 u" s+ Z4 e u: M+ G( G/ Z
注意，如果负载的个数大小不定的话，要按照最坏的情况计算，上限值要按负载最多的时候计算，下限值要按负载最少的计算。/ \! _ J! `, `+ Y# q
1 X: A! R5 \- S5 C) E
另一种选择方式是基于功耗的考虑。根据电路实际应用时，输出信号状态的频率或时间比选择。若信号Vout长期处于低电平，宜选择下拉电阻；若长期处于高电平，宜选择上拉电阻。为的是静态电流小。
/ y( D0 U: y4 H, K9 T1 ^ ; w+ S; w3 u+ @0 x3 A
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发表于 2019-1-25 16:31
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