上拉电阻作用及原理

　　上拉电阻很大，提供的驱动电流很小，叫弱上拉;反之叫强上拉。

　　为什么要使用拉电阻：

　　上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用，下拉同理。上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流，弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

　　对于非OC、OD输出型电路提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

　　上拉电阻的主要应用：

　　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门电路要输出“1”时需要加上拉电阻，不加根本就没有高电平。

　　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，但在用OC门作驱动（例如：控制一个 LED）灌电流工作时就可以不加上拉电阻。

　　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、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。

　　6、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。

　　上拉电阻阻值的选择原则包括：

　　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。

　　在很多单片机电路中，其I/O管脚检测信号是以高、低电平来判断是否有信号变化的，比如5V为高电平；0V为低电平。那么这些管脚如果不接上拉电阻的话，其电平信号就可能是随机的了，0V~5V之间不一定是什么状态，这样的话单片机就不能正确地判断是不是有信号电平变化了。因此给I/O管脚上接一个上拉电阻使它的检测信号由不确定电平状态拉到5V电平，单片机就能准确地判断是不是有信号变化了。同理，还有下拉电阻，把不确定电平状态拉到0V，使系统更加稳定。

　　单片机上拉电阻作用

　　1. 场效应管的漏极开路门电路如下：

　　

　　图中上拉电阻作用分析如下：

　　管子导通或截止可以理解为单片机的软件时端口置1或0.

　　（1）如果没有上拉电阻（10k），将5V电源直接与场效应管相连。

　　

　　当管子导通时， 管子等效一电阻，大小为1k左右，因此5v电压全部加在此等效电阻上，输出端Vout=5v。

　　当管子截止时，管子等效电阻很高，可以理解为无穷大，因此5v的电压也全部加在此等效电阻上，Vout=5v。

　　在这两种情况下，输出都为高电平，没有低电平。

　　（2）如果有上拉电阻（10k），将5v电源通过此上拉电阻与与场效应管相连。

　　

　　当管子导通时， 管子等效一电阻，大小为1k左右，与上拉电阻串联，输出端电压为加在此等效电阻上的电压，其大小为Vout = 5v * 管子等效电阻/（上拉电阻+管子等效电阻）=5v * 1/（10+1） = 低电平。

　　当管子截止时， 管子等效电阻很高，可以理解为无穷大，其与上拉电阻串联，输出端电压为加在此等效电阻上的电压，其大小为Vout = 5v * 管子等效电阻/（上拉电阻+管子等效电阻）=5v * 无穷大 /（无穷大+1） = 高电平。

　　由（1）和（2），可以分析出等效电阻的作用。