上下拉电阻

上拉电阻一般是一端接电源，一端接芯片管脚的电路中的电阻，下拉电阻一般是指一端接芯片管脚一端接地的电阻。 一、上、下拉电阻的作用：       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（open collector，门电路的集电极开路输出）必须加上拉电阻，以提高输出的高电平值。如下图：单片机P0口，当作为IO功能时候，P0口是漏极开路输出，类似于OC门，此时必须要外加上拉电阻。而P1口不需要上拉。 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。 二、上、下拉电阻的选择 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。 备注： 上拉电阻实际上是集电极输出的负载电阻。不管是在开关应用和模拟放大，此电阻的选则都不是拍脑袋的。工作在线性范围就不多说了，在这里是讨论的是晶体管是开关应用，所以只谈开关方式。找个TTL器件的单独看末级就可以了，内部都有负载电阻根据不同驱动能力和速度要求这个电阻值不同，低功耗的电阻值大，速度快的电阻值小。但芯片制造商很难满足应用的需要不可能同种功能芯片做许多种，因此干脆不做这个负载电阻，改由使用者自己自由选择外接，所以就出现OC、OD输出的芯片。由于数字应用时晶体管工作在饱和和截止区，对负载电阻要求不高，电阻值小到只要不小到损坏末级晶体管就可以，大到输出上升时间满足设计要求就可，随便选一个都可以正常工作。但是一个电路设计是否优秀这些细节也是要考虑的。集电极输出的开关电路不管是开还是关对地始终是通的，晶体管导通时电流从负载电阻经导通的晶体管到地，截止时电流从负载电阻经负载的输入电阻到地，如果负载电阻选择小点功耗就会大，这在电池供电和要求功耗小的系统设计中是要尽量避免的，如果电阻选择大又会带来信号上升沿的延时，因为负载的输入电容在上升沿是通过无源的上拉电阻充电，电阻越大上升时间越长，下降沿是通过有源晶体管放电，时间取决于器件本身。因此设计者在选择上拉电阻值时，要根据系统实际情况在功耗和速度上兼顾。 为什么要使用拉电阻： 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。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！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。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，也就是灌电流。  有时在修主板键盘口的时候，测量键盘口供电在接负载的情况下正常的话，但是不好用，在排除周围的阻容元件后，大家可能就会考虑到换io芯片了，换完以后也确实好用．不过本人在维修实践中发现有时不用换io也能修好，只要把472的上拉电阻换小以后，键盘口也好用．比如换个102,272,222之类的，但是最低不能小于102．看过资料如果电阻小于102的话，好像容易烧键盘．经过实践确实如此．这点经验给大家做个参考．如果换小以后还不行的话，也只能换io了． 上拉电阻大小的计算 计算原则：(下面的计算是集电极开路为例的) 一、最大值的计算原则：要保证上拉电阻明显小于负载的阻抗，以使高电平时输出有效。 例如：负载阻抗是10K，供电电压是5V，如果要求高电平不小于4.5V，那么，上拉电阻最大值 R大5-4.5)=10:5 R大=1K 也就是最大值1k，（如果超过了1k，输出的高电平就小于4.5V了） 二、最小值的计算原则：保证不超过管子的额定电流（如果不是场效应管而是三极管也可依照饱和电流来计算） 例：管子的额定电流150mA，放大倍数100，基极限流电阻10k，工作在5v的系统中。那么，算法如下： Ib＝U/R=(5-0.7)/10=0.47(mA) Ic＝100*0.47＝47mA 小于额定的150，所以可以按饱和法来算最小值。 上拉电阻最小值 R小＝5v/47mA=106欧姆 （如果小于这个电阻，管子就会过饱和而没有意义了。如果大于这个值，管子的导体电阻就会变大一些，所以太高也不利于低电平的输出） 注意：算出最大最小值后，一般是随便选个中间值就可以了，例如本例子可以选510欧姆的上拉电阻。但是，如果负载电流较大，低电平要求严格，那么就要选100欧姆的上拉电阻。但是如果考虑省电因素，而低电平要求不严格，那么就可用1K的上拉电阻了。