上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平,電阻同時起限流作用。下拉同理,也是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在低電平。
上拉是對器件輸入電流,下拉是輸出電流;強弱只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴格區分;對于非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提供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路輸出型電路輸出電流通道。
2、OC門電路必須使用上拉電阻,以提高輸出的高電平值。
3、為增強輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
4、在CMOS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻以降低輸入阻抗, 提供泄荷通路。
5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號的噪聲容限,增強抗干擾能力。
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。
上拉電阻概念
就是從電源高電平引出的電阻接到輸出端
1、如果電平用OC(集電極開路,TTL)或OD(漏極開路,CMOS)輸出,那么不用上拉電阻是不能工作的, 這個很容易理解,管子沒有電源就不能輸出高電平了。
2、如果輸出電流比較大,輸出的電平就會降低(電路中已經有了一個上拉電阻,但是電阻太大,壓降太高),就可以用上拉電阻提供電流分量, 把電平“拉高”。(就是并一個電阻在IC內部的上拉電阻上,這時總電阻減小,總電流增大)。當然管子按需要工作在線性范圍的上拉電阻不能太小。當然也會用這個方式來實現門電路電平的匹配。
上拉電阻注意事項
需要注意的是,上拉電阻太大會引起輸出電平的延遲。(RC延時)
一般CMOS門電路輸出不能給它懸空,都是接上拉電阻設定成高電平。
下拉電阻:和上拉電阻的原理差不多, 只是拉到GND去而已。 那樣電平就會被拉低。 下拉電阻一般用于設定低電平或者是阻抗匹配(抗回波干擾)。
上拉電阻阻值的選擇原則包括:
1、從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;電阻小,電流大。
3、對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。
綜合考慮以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。
上拉電阻使用原因
一般作單鍵觸發使用時,如果IC本身沒有內接電阻,為了使單鍵維持在不被觸發的狀態或是觸發后回到原狀態,必須在IC外部另接一電阻。
數字電路有三種狀態:高電平、低電平、和高阻狀態,有些應用場合不希望出現高阻狀態,可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩定狀態,具體視設計要求而定!
一般說的是I/O端口,有的可以設置,有的不可以設置,有的是內置,有的是需要外接,I/O端口的輸出類似于一個三極管的C,當C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候,該電阻成為上拉電阻,也就是說,該端口正常時為高電平;C通過一個電阻和地連接在一起的時候,該電阻稱為下拉電阻。
上拉電阻是用來解決總線驅動能力不足時提供電流的問題的。一般說法是上拉增大電流,下拉電阻是用來吸收電流。