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吸电流、拉电流、灌电流、上下拉电阻、高阻态(二)

工程师
2012-05-18 22:43:38     打赏

 什么时候需要用上拉电阻什么时候需要用下拉?一般要用多大的阻值呀? 

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用上拉还是用下拉,根据你平时需要的电平。

    至于阻值大小,如果是一般IO口,10k左右,不要小于1k。但是如果是特殊用途的管腿,则有特殊要求。比如I2C接口的SCL和SDA线,对上拉电阻的最大最小值都有要求,要结合实际情况计算。

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    通常在数字电路中,上拉是为了提高驱动能力。例如:集电极开路的输出电路。就必须加上拉电阻。否则无法驱动下一级的设备。或者,上拉下拉同时使用,例如,在数据和地址总线上。是为了在没有输出的时候将电平钳制在一个电位。不用的空脚要下拉,防止拴锁。

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1。信号需要外部的电源来提供高低电平时,需要加上拉或下拉电阻;
2。虽然系统能提供相应的电平,但是在不工作的状态下,信号的状态如果需要为高或低时,需要加上拉或下拉;
3。IC的输出为Open-Drain时,需要外加上拉电阻。
上拉或下拉的电阻大小取决于信号的驱动能力及信号的需求。常用的有10K, 100K, 47K等。但有些上拉电阻或下拉电阻的大小需要靠实验得到。

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电路中的上拉和下拉电阻的连接是要通过计算而得到了,根据有三:
1。驱动器件输入电流的大小,需要在使用上拉时考虑。解决的是高电平的匹配。
2。电路速度的大小。如果传送的数字信息速度较高,就要注意验证线路的延迟有没有走出信息的转折频率。
3。与负责端的输入输出电流能力有关,需要验证能否承受。

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    上拉电阻和下拉电阻之所以需要,是为了给不匹配电流接口提供额外的电流通路,具体讲,驱动方输出电流小于负载方的吸入电流时加上拉电阻,以提供额外的电流供 给;驱动方吸入电流小于负载方的灌出电流时加下拉电阻,以提供额外的电流泄放回路;上拉电阻和下拉电阻带来的附加效应是在接口无驱动时有一个固定电平(该特点常常被用固定口线初始及空闲时的状态)。阻值的选取要根据流过电流小的一方的允许电流来计算,以不超过其允许值(器件手册有)的80%为限(考虑电源波动时也不应超过其口线允许值)。

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上拉电阻取值,要考虑到吸入电流与扇出电流及信号传送速度,在高速电路中应取小些,防止线路分布电容影响

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我觉得上拉跟下拉电阻分两种来说,一种是必须加的,如按键采集,另一种就是加可以不加对电路原理的实现也没什么影响的,这类电阻主要作用就是增强系统的抗干扰性能,取值一般1mA左右就OK了

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高阻态:

高阻态就是只有电容效应,没有电阻效应;阻抗很高很高,相当于断开;

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我认为如果对于IC的输入信号而言。高阻态是介于高电平和低电平中间的输入电压,IC即不能准确的把它判为0,也不能把它判为1,此时的IC输出状态不定(如果对IC输入0和1时,IC的输出信号不同的话),即可能出错。
对IC的输出信号而言,如果它是高阻态输出,它就表现为一个很高的阻抗,可以把它认为是断开状态

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高阻态,指的是电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,和没接一样,如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平,随它后面接的东西定。
    高阻态的实质:电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出(输入)电阻非常大。他的极限可以认为悬空。也就是说理论上高阻态不是悬空,它是对地或对电源电阻极大的状态。而实际应用上与引脚的悬空几是一样的。

典型应用:
1、在总线连接的结构上。总线上挂有多个设备,设备于总线以高阻的形式连接。这样在设备不占用总线时自动释放总线,以方便其他设备获得总线的使用权。
2、大部分单片机I/O使用时都可以设置为高阻输入,如陵阳,AVR等等。高阻输入可以认为输入电阻是无穷大的,认为I/O对前级影响极小,而且不产生电流(不衰减),而且在一定程度上也增加了芯片的抗电压冲击能力。

 

若51的P0.0为高阻态,用汇编语言怎么来表示?置1就行了

   三态门,是指逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外,还有第三种状态——高阻状态的门电路。具备这三种状态的器件就叫做三态(门,总线,......).  

      高电平,低电平可以由内部电路拉高和拉低。而高阻态时引脚对地电阻无穷,此时读引脚电平时可以读到真实的电平值。高阻态的重要作用之一就是I/O(输入/输出)口在输入时读入外部电平用。

      高阻态相当于该门和它连接的电路处于断开的状态。(因为实际电路中你不可能去断开它,所以设置这样一个状态使它处于断开状态)。三态门是一种扩展逻辑功能的输出级,也是一种控制开关。主要是用于总线的连接,因为总线只允许同时只有一个使用者。通常在数据总线上接有多个器件,每个器件通过OE/CE之类的信号选通。如器件没有选通的话它就处于高阻态,相当于没有接在总线上,不影响其它器件的工作。

      如果你的设备端口要挂在一个总线上,“必须通过三态缓冲器”。因为在一个总线上同时只能有一个端口作输出,这时其他端口必须在高阻态,同时“可以输入这个输出端口的数据”。所以你还需要有总线控制管理, 访问到哪个端口,那个端口的三态缓冲器才可以转入输出状态,这是典型的三态门应用。 如果在线上没有两个以上的输出设备, 当然用不到三态门,而线或逻辑又另当别论了。


准双向口和双向口的区别

 

    在最初的51系列单片机中

P0口:双向8位三态I/O口

P1口:准双向8位I/O口




关键词: 电流     下拉     电阻     高阻态     需要     电平     电路     输出         

助工
2012-05-19 09:15:02     打赏
2楼
阻值大小应该取决于 吸电流、拉电流、灌电流的能力,还分强上拉和弱上拉

菜鸟
2012-05-24 13:51:09     打赏
3楼
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