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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”。! ^6 d5 A7 A0 E
这个提法基本是对的，但也不全对。下面详细加以说明。) h! g% K3 U; r6 S _7 h: d
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管脚上拉下拉电阻设计出发点有两个：' B% b- W. _0 g
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；
% f2 R) ?5 m1 |% `0 A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。
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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。
; M; [: f* {" f! g. e2 K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。
8 Q+ G7 m& |$ l% Q0 d7 t% w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。
9 Y+ o( ?- ~+ Q3 T, ] 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。
- V; ]! H" [8 j3 |' n5 B6 e 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）
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& A5 b6 c' ^6 {- _% r- X0 P$ F, {8 \* \% J
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& @' t# M7 w1 w% w V, ~3 p; u' O P1 W1 ?3 o2 Q
, w% t; S9 ^; n/ l4 Y% r4 z& [0 D% x: E0 h% M3 j' D. I
在前极输出高电平时，Vout输出电流，U为高电平。有两种情况：; x3 }7 n" J, N! _( a
4 d7 i+ D* P2 E4 e& k5 Q( ^2 vA、当I0 >= I1 + I20 s" p- \$ _6 w3 Y2 N! @
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。+ h! B. B/ }1 E) |. a7 Q
B、当I0 < I1 + I2
/ ~: r* B* }% E* ~! l, ~- u+ C I0 +I= I1 + I2* ]/ G" y5 d" G, M) [
U=VCC-IR
6 b8 `' l3 e& W# H! ^; T U>=VHmin; B; j! I* v5 U$ Z
由以上三式计算得出，R<=(VCC- VHmin)/I8 \' ]" K- ^7 v# E
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。
& n- h6 A$ ~8 ?& O% ]- X% l ^2 a
. T; w4 ~7 D. D, {. Z$ H& R 当前极Vout输出低电平时，各管脚均为灌电流，则：
2 z8 @- V" w0 ]1 |4 p+ p' x5 K I’= I1’ + I2’ +I0’" l" s* I2 Z U9 |% f. k, j* ?
U’ =VCC-I’ R
7 l1 j7 a/ W9 y( W* D U’ <=VLmax
0 G0 l& \* i3 n% N0 {: |7 v以上三式可以得出：R>=(VCC- VLmax)/I’
/ _- m* @3 ^( u1 ]4 A # Y( m+ g1 }: p9 z
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 ~$ p: [" b9 b3 U* D! }
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。 u7 \; N/ k5 _9 C
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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。( T# s; Z6 v5 [6 [( g4 W
( Y; n# R# B. y' o
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发表于 2019-1-25 16:31
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