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  • 单片机上下拉电阻

    2017-01-03 22:59:34
    前边似乎我们很多次提到了上拉电阻,下拉电阻,具体到底什么样的电阻算是上下拉电阻,上下拉电阻都有何作用呢? 上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,同时此电阻也起到一个限流作用,下拉就是下拉...
    前边似乎我们很多次提到了上拉电阻,下拉电阻,具体到底什么样的电阻算是上下拉电阻,上下拉电阻都有何作用呢?

    上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,同时此电阻也起到一个限流作用,下拉就是下拉到低电平。

    比如我们的 IO 设置为开漏输出高电平或者是高阻态时,默认的电平就是不确定的,外部经一个电阻接到 VCC,也就是上拉电阻,那么相应的引脚就是高电平;经一个电阻到 GND,也就是下拉电阻,那么相应的引脚就是一个低电平。

    上拉电阻应用很多,都可以起到什么作用呢?我们现在主要先了解最常用的以下 4 点:
    1. OC 门要输出高电平,必须外部加上拉电阻才能正常使用,其实 OC 门就相当于单片机 IO 的开漏输出,其原理可参照图 9-1 中的开漏电路。


    2. 加大普通 IO 口的驱动能力。标准 51 单片机的内部 IO 口的上拉电阻,一般都是在几十 K 欧,比如 STC89C52 内部是 20K 的上拉电阻,所以最大输出电流是 250uA,因此外部加个上拉电阻,可以形成和内部上拉电阻的并联结构,增大高电平时电流的输出能力。


    3. 在电平转换电路中,比如我们前边讲的 5V 转 12V 的电路中,上拉电阻其实起到的是限流电阻的作用,可以回顾一下图 3-8。


    4. 单片机中未使用的引脚,比如总线引脚,引脚悬空时,容易受到电磁干扰而处于紊乱状态,虽然不会对程序造成什么影响,但通常会增加单片机的功耗,加上一个对 VCC 的上拉电阻或者一个对 GND 的下拉电阻后,可以有效的抵抗电磁干扰。



    那么我们在进行电路设计的时候,又该如何选择合适的上下拉电阻的阻值呢?

    1. 从降低功耗的方面考虑应当足够大,因为电阻越大,电流越小。


    2. 从确保足够的引脚驱动能力考虑应当足够小,电阻小了,电流才能大。


    3. 在开漏输出时,过大的上拉电阻会导致信号上升沿变缓。我们来解释一下:实际电平的变化都是需要时间的,虽然很小,但永远都达不到零,而开漏输出时上拉电阻的大小就直接影响了这个上升过程所需要的时间,如图 9-2 所示。想一下,如果电阻很大,而信号频率又很快的话,最终将导致信号还没等上升到高电平就又变为低了,于是信号就无法正确传送了。



    图 9-2  上拉电阻阻值对波形的影响


    综合考虑各种情况,我们常用的上下拉电阻值大多选取在 1K 到 10K 之间,具体到底多大通常要根据实际需求来选,通常情况下在标准范围内就可以了,不一定是一个固定的值。



    来自于 微信公众号  玩转单片机

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  • 本文主要讲了51单片机上拉电阻的大小,下面一起来学习一下
  • 本文主要讲了单片机上下拉电阻的作用区别,下面一起来学习一下
  • 单片机上拉电阻

    2014-10-13 11:13:44
    使用STM32,如何判断单片机引脚上有上拉电阻?---- http://www.amobbs.com/thread-3289575-1-1.html 3、 STM32复位脚内部上拉电阻值多大? ---- http://bbs.21ic.com/icview-128198-1-1.html 由于P0...

    原文地址::http://zyd87818.blog.163.com/blog/static/174881501201181910748416/


    相关网贴

    1、STM32的上拉和下拉电阻----http://blog.sina.com.cn/s/blog_9d69119401012oc1.html

    2、使用STM32,如何判断单片机引脚上有上拉电阻?----http://www.amobbs.com/thread-3289575-1-1.html

    3、STM32复位脚内部上拉电阻值多大?----http://bbs.21ic.com/icview-128198-1-1.html


    由于P0口内部没有上拉电阻,是开漏的,不管它的驱动能力多大,相当于它是没有电源的,需要外部的电路提供,绝大多数情况下P0口是必需加上拉电阻的。
    1.一般51单片机的P0口在作为地址/数据复用时不接上拉电阻。 
    2.作为一般的I/O口时用时,由于内部没有上拉电阻,故要接上上拉电阻!!
    3.当p0口用来驱动PNP管子的时候,就不需要上拉电阻,因为此时的低电平有效;
    4.当P0口用来驱动NPN管子的时候,就需要上拉电阻的,因为此时只有当P0为1时候,才能够使后级端导通。
    简单一点说就是它要驱动LCD显示屏显示就必须要有电源驱动,否则亮不了,而恰好P0口没有电源,所以就要外接电源,接上电阻是起到限流的作用;如果接P1、P2、P3端口就不用外接电源和电阻了。

     


    上拉电阻 
    定义: 
    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! 
    上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流;弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分;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。

    上拉: 
    1TTL驱动CMOS时,如果TTL输出最低高电平低于CMOS最低高电平时,提高输出高电平值 
    2 OC门必须加上拉,提高电平值 
    3 加大输出的驱动能力(单片机较常用) 
    4 CMOS芯片中(特别是门的芯片),为防静电干扰,不用的引脚也不悬空,一般上拉,降低阻抗,提供泄荷通路 
    5 提高输出电平,提高芯片输入信号的噪声容限,增强抗干扰 
    6 提高总线抗电磁能力,空脚易受电磁干扰 
    7 长线传输中加上拉,是阻抗匹配抑制反射干扰 
    原则: 
    1 从节约功耗和芯片的电流、能力应是电阻尽量大,R大,I小啊 
    2 从确保驱动能力,应当电阻足够小,R小,I大啊 
    3 对高速电路,加上拉可能边沿平缓(上升时间延长) 
    建议可以在1K---10K之间选(可根据实际情况) 


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  • 在上一篇文章“单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取(一)”中,我们介绍了上拉电阻、下拉电阻的作用和应用原则。在本文,我们将介绍上拉电阻、下拉电阻的阻值选择原则。四上拉电阻的阻值选择原则1、从节约功耗及...
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    在上一篇文章“单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取(一)”中,我们介绍了上拉电阻、下拉电阻的作用和应用原则。在本文,我们将介绍上拉电阻、下拉电阻的阻值选择原则。

    上拉电阻的阻值选择原则

    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是边沿变平缓。综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。下拉电阻亦是如此。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,一般来说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计时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限电平会有不同,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限之下。4、频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源极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:500uAx8.4K= 4.2V,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,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(最大压降/最大电流、最小压降/最小电流)。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。C、尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法来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。电阻在选用时,选用经过计算后与标准值最相近的一个。P0为什么要上拉电阻的原因包括:1、P0口片内无上拉电阻。2、P0为I/O口工作状态时,上方FET被关断,从而输出脚浮空,因此P0用于输出线时为开漏输出。3、由于片内无上拉电阻,上方FET又被关断,P0输出1时无法拉升端口电平。P0是双向口,其它P1、P2、P3是准双向口。之所以称为“准双向口”是因为在读外部数据时要先准备一下。单片机在读准双向口的端口时,先应给端口锁存器赋1,目的是使FET关断,不至于因片内FET导通使端口钳制在低电平。上下拉一般选10k。相关阅读:

    单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取(一)

    本文转载自:搜狐(版主:单片机精讲吴鉴鹰)

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    前边似乎我们很多次提到了上拉电阻,下拉电阻,具体到底什么样的电阻算是上下拉电阻,上下拉电阻都有何作用呢?
    上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,同时此电阻也起到一个限流作用,下拉就是下拉到低电平。
    比如我们的 IO 设置为开漏输出高电平或者是高阻态时,默认的电平就是不确定的,外部经一个电阻接到 VCC,也就是上拉电阻,那么相应的引脚就是高电平;经一个电阻到 GND,也就是下拉电阻,那么相应的引脚就是一个低电平。
    上拉电阻应用很多,都可以起到什么作用呢?我们现在主要先了解最常用的以下 4 点:

    1. OC 门要输出高电平,必须外部加上拉电阻才能正常使用,其实 OC 门就相当于单片机 IO 的开漏输出,其原理可参照图 9-1 中的开漏电路。

    2. 加大普通 IO 口的驱动能力。标准 51 单片机的内部 IO 口的上拉电阻,一般都是在几十 K 欧,比如 STC89C52 内部是 20K 的上拉电阻,所以最大输出电流是 250uA,因此外部加个上拉电阻,可以形成和内部上拉电阻的并联结构,增大高电平时电流的输出能力。

    3. 在电平转换电路中,比如我们前边讲的 5V 转 12V 的电路中,上拉电阻其实起到的是限流电阻的作用,可以回顾一下图 3-8。

    4. 单片机中未使用的引脚,比如总线引脚,引脚悬空时,容易受到电磁干扰而处于紊乱状态,虽然不会对程序造成什么影响,但通常会增加单片机的功耗,加上一个对 VCC 的上拉电阻或者一个对 GND 的下拉电阻后,可以有效的抵抗电磁干扰。


    那么我们在进行电路设计的时候,又该如何选择合适的上下拉电阻的阻值呢?

    1. 从降低功耗的方面考虑应当足够大,因为电阻越大,电流越小。

    2. 从确保足够的引脚驱动能力考虑应当足够小,电阻小了,电流才能大。

    3. 在开漏输出时,过大的上拉电阻会导致信号上升沿变缓。我们来解释一下:实际电平的变化都是需要时间的,虽然很小,但永远都达不到零,而开漏输出时上拉电阻的大小就直接影响了这个上升过程所需要的时间,如图 9-2 所示。想一下,如果电阻很大,而信号频率又很快的话,最终将导致信号还没等上升到高电平就又变为低了,于是信号就无法正确传送了。

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    图 9-2  上拉电阻阻值对波形的影响


    综合考虑各种情况,我们常用的上下拉电阻值大多选取在 1K 到 10K 之间,具体到底多大通常要根据实际需求来选,通常情况下在标准范围内就可以了,不一定是一个固定的值。

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  • 51单片机上拉电阻

    千次阅读 2012-11-14 20:53:20
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