上拉電阻與下拉電阻

上下拉電阻：
     1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（一般為3.5V），    這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。
     2、OC門(mén)電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。
     3、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。
     4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。
     5、芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。
     6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
     7、長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。

上拉電阻阻值的選擇原則包括:
     1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。
     2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小；電阻小，電流大。
     3、對(duì)于高速電路，過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。

綜合考慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。對(duì)下拉電阻也有類似道理。

拉電流輸出和灌電流輸出

      圖2為灌電流輸出，即當(dāng)反向器輸出端為低電平時(shí)，發(fā)光二極管處于正向連接情況，在這種情況下，反向器一般能輸出5~10mA的電流，足以使發(fā)光二極管發(fā)光，所以這種灌電流輸出作為驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路是比較合理的。因?yàn)榘l(fā)光二極管發(fā)光時(shí)，電流是由電源+5V通過(guò)限流電阻R、發(fā)光二極管流入反向器輸出端，好像往反向器里灌電流一樣，因此習(xí)慣上稱它為“灌電流”輸出。

       在數(shù)字電路中我們經(jīng)常可以看到上、下拉電阻。
一、定義：
        1、上拉就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻嵌位在高電平！電阻同時(shí)起限流作用！下拉同理！
        2、上拉是對(duì)器件注入電流，下拉是輸出電流
        3、弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒(méi)有什么嚴(yán)格區(qū)分
        4、對(duì)于非集電極（或漏極）開(kāi)路輸出型電路（如普通門(mén)電路）提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開(kāi)路輸出型電路輸出電流通道。

二、拉電阻作用：
       1、一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒(méi)有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。
       2、數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過(guò)上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定！
      3、一般說(shuō)的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似與一個(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過(guò)一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說(shuō)，如果該端口正常時(shí)為高電平，C通過(guò)一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時(shí)為低電平，作用嗎：比如：當(dāng)一個(gè)接有上拉電阻的端口設(shè)為輸如狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測(cè)低電平的輸入。
      4、上拉電阻是用來(lái)解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說(shuō)法是拉電流，下拉電阻是用來(lái)吸收電流的，也就是我們通常所說(shuō)的灌電流
      5、接電組就是為了防止輸入端懸空
      6、減弱外部電流對(duì)芯片產(chǎn)生的干擾
      7、保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管,一般電流不大于10mA
      8、通過(guò)上拉或下拉來(lái)增加或減小驅(qū)動(dòng)電流
      9、改變電平的電位，常用在TTL-CMOS匹配
     10、在引腳懸空時(shí)有確定的狀態(tài)
     11、增加高電平輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力。
     12、為OC門(mén)提供電流

三、上拉電阻應(yīng)用原則：
     1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（一般為3.5V），這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。
     2、OC門(mén)電路必須加上拉電阻，才能使用。
     3、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。
     4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。
     5、芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。
     6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
     7、長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。
     8、在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過(guò)1k電阻接高電平或接地。

四、上拉電阻阻值選擇原則:
     1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。
     2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小；電阻小，電流大。
     3、對(duì)于高速電路，過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。

     對(duì)下拉電阻也有類似道理對(duì)上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)結(jié)合開(kāi)關(guān)管特性和下級(jí)電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定，主要需要考慮以下幾個(gè)因素：
     1．驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例，一般地說(shuō)，上拉電阻越小，驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。
     2．下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求。同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級(jí)電路提供足夠的電流。
     3．高低電平的設(shè)定。不同電路的高低電平的門(mén)檻電平會(huì)有不同，電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例，當(dāng)輸出低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門(mén)檻之下。
     4．頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開(kāi)關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成RC延遲，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。
下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。OC門(mén)輸出高電平時(shí)是一個(gè)高阻態(tài)，其上拉電流要由上拉電阻來(lái)提供，設(shè)輸入端每端口不大于100uA,設(shè)輸出口驅(qū)動(dòng)電流約500uA，標(biāo)準(zhǔn)工作電壓是5V，輸入口的高低電平門(mén)限為0.8V(低于此值為低電平)；2V(高電平門(mén)限值)。
選上拉電阻時(shí)：500uA x 8.4K= 4.2即選大于8.4K時(shí)輸出端能下拉至0.8V以下，此為最小阻值，再小就拉不下來(lái)了。如果輸出口驅(qū)動(dòng)電流較大，則阻值可減小，保證下拉時(shí)能低于0.8V即可。
當(dāng)輸出高電平時(shí)，忽略管子的漏電流，兩輸入口需200uA x15K=3V即上拉電阻壓降為3V，輸出口可達(dá)到2V，此阻值為最大阻值，再大就拉不到2V了。選10K可用。COMS門(mén)的可參考74HC系列設(shè)計(jì)時(shí)管子的漏電流不可忽略，IO口實(shí)際電流在不同電平下也是不同的，上述僅僅是原理，一句話概括為：輸出高電平時(shí)要喂飽后面的輸入口，輸出低電平不要把輸出口喂撐了（否則多余的電流喂給了級(jí)聯(lián)的輸入口，高于低電平門(mén)限值就不可靠了）

       
此外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
A、要看輸出口驅(qū)動(dòng)的是什么器件，如果該器件需要高電壓的話，而輸出口的輸出電壓又不夠，就需要加上拉電阻。
B、如果有上拉電阻那它的端口在默認(rèn)值為高電平你要控制它必須用低電平才能控制如三態(tài)門(mén)電路三極管的集電極，或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來(lái)成為低電平。反之，
C、尤其用在接口電路中,為了得到確定的電平,一般采用這種方法,以保證正確的電路狀態(tài),以免發(fā)生意外,比如,在電機(jī)控制中,逆變橋上下橋臂不能直通,如果它們都用同一個(gè)單片機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),必須設(shè)置初始狀態(tài).防止直通!