上下拉电阻的详细资料讲解

　　上拉（Pull Up ）或下拉（Pull Down）电阻（两者统称为“拉电阻”）最基本的作用是：将状态不确定的信号线通过一个电阻将其箝位至高电平（上拉）或低电平（下拉），无论它的具体用法如何，这个基本的作用都是相同的，只是在不同应用场合中会对电阻的阻值要求有所不同，从而也引出了诸多新的概念，本节我们就来小谈一下这些内容。

　　如果拉电阻用于输入信号引脚，通常的作用是将信号线强制箝位至某个电平，以防止信号线因悬空而出现不确定的状态，继而导致系统出现不期望的状态，如下图所示：

　　在实际应用中，10K 欧姆的电阻是使用数量最多的拉电阻。需要使用上拉电阻还是下拉电阻，主要取决于电路系统本身的需要，比如，对于高有效的使能控制信号（EN）， 我们希望电路系统在上电后应处于无效状态，则会使用下拉电阻。

　　假设这个使能信号是用来控制电机的，如果悬空的话，此信号线可能在上电后（或在运行中）受到其它噪声干扰而误触发为高电平，从而导致电机出现不期望的转动，这肯定不是我们想要的，此时可以增加一个下拉电阻。

　　而相应的，对于低有效的复位控制信号（RST#），我们希望上电复位后处于无效状态，则应使用上拉电阻。

　　大多数具备逻辑控制功能的芯片（如单片机、FPGA 等）都会集成上拉或下拉电阻，用户可根据需要选择是否打开，STM32 单片机 GPIO 模式即包含上拉或下拉，如下图所示（来自 ST 数据手册）：

　　根据拉电阻的阻值大小，我们还可以分为强拉或弱拉（weak pull‐up/down），芯片内部集成的拉电阻通常都是弱拉（电阻比较大），拉电阻越小则表示电平能力越强（强拉），可以抵抗外部噪声的能力也越强（也就是说，不期望出现的干扰噪声如果要更改强拉的信号电平，则需要的能量也必须相应加强），但是拉电阻越小则相应的功耗也越大，因为正常信号要改变信号线的状态也需要更多的能量，在能量消耗这一方面，拉电阻是绝不会有所偏颇的，如下图所示：

　　对于上拉电阻 R1 而言，控制信号每次拉低 L 都会产生 VCC/R1 的电流消耗（没有上拉电阻则电流为 0），相应的，对于下拉电阻 R2 而言，控制信号每次拉高 H 也会产生 VCC/R2R 电流消耗（本文假设高电平即为 VCC）。