上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平,电阻同时起限流作用。下拉同理,也是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平。

1.上拉电阻原理

在上拉电阻所连接的导线上,如果外部组件未启用,上拉电阻则“微弱地”将输入电压信号“拉高”。当外部组件未连接时,对输入端来说,外部“看上去”就是高阻抗的。这时,通过上拉电阻可以将输入端口处的电压拉高到高电平。如果外部组件启用,它将取消上拉电阻所设置的高电平。通过这样,上拉电阻可以使引脚即使在未连接外部组件的时候也能保持确定的逻辑电平。

上拉电阻原理

2.上拉电阻的缺点

上拉电阻的缺点是当电流流经时其将消耗额外的能量,并且可能会引起输出电平的延迟。某些逻辑芯片对于经过上拉电阻引入的电源供应瞬间状态较为敏感,这样就迫使为上拉电阻配置独立的、带有滤波的电压源。

上拉电阻的缺点

3.上拉电阻的作用

1、当TTL电路驱动CMOS电路时,如果电路输出的高电平低于CMOS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门电路必须使用上拉电阻,以提高输出的高电平值。
3、为增强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CMOS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻以降低输入阻抗, 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。

上拉电阻的作用

4.上拉电阻应用

一个上拉电阻可以设置在连接逻辑门和其输入端之间。例如,一个输入信号可以被一个电阻拉高,而一个开关或者带跳线可以将输入端和地相连。这可以被用作信息配置、选择,或者对外部设备信号进行检错纠错。
上拉电阻可以在逻辑设备不提供电流的时候工作。集电极开路就具有上拉电阻,这样的电路输出信号常常在驱动外部设备、组合逻辑电路、多个设备连接到一个总线的情况里应用。
上拉电阻可以和其他逻辑设备一起焊接在同一个电路板上。许多微控制器希望嵌入式控制应用程序使用内部的、可编程的上拉电阻,减少对外部组件的需求。

上拉电阻应用