KnN■iifWEIXIMl电阻（4）之上拉电阻与下拉电阻详解原文地址点击这里：上拉（PullUp）或下拉（PullDown）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）：D1LKWEIXIMSubjecttothespecifichardwarecliaracterjsticserfeachI/OpartlistedjntheeaUiportbitottheG*ener^lPurposeIO（GPSC）Ports,canbeindividuall-yconfiguredbysoftwareinseveralmodes:*inputfloating厂一^山pllibJpJ.Input-puH-dovvr_...■■'*^^ATraiog——」•Outputapensirain*Outputpush-pull•Alternatefundionpush-pull•Alternatefunctionopen-drain根据拉电阻的阻值大小，我们还可以分为强拉或弱拉（weakpull-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：VCC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）。强拉与弱拉之间没有严格说多少欧姆是强弱的分界，一般我们使用的拉电阻都是弱拉，这样我们仍然可以使用外部控制信号将已经上/下拉的信号线根据需要进行电平的更改。强拉电阻的极端就是零欧姆电阻，亦即将信号线直接与电源或地相连接，比如，对于EEPROM存储芯片24C02应用电路，如下图所示：I24C02推挽输出结构引脚的特点是：无论引脚输出高电平“H〃还是低电平“L〃，都有比较强的驱动能力(输入或输出电流能力)！当推挽输出结构的控制信号为低电平“L〃时，Q1截止Q2导通，电流口由电源VCC经负载RL与三极管Q2流向公共地，我们称此电流为灌电流(SinkCurrent)，也就是外部电流灌入芯片内部，如下图所示：V"Vcc相应的，当推挽输出结构的控制信号为高电平“H〃时，Q1导通Q2截止，电流口由电源VCC经三极管Q1与负载RL流向公共地，我们称此电流为拉电流(SourceCurrent),也就是芯片内部可以向外提供的电流(所以称之为''源电源〃)，从另一个角度讲，也就是外电路可以从芯片中拉走多少电流，如下图所示：七^7灌电流能力与拉电流能力也称为芯片引脚的驱动能力。对于任何给定的芯片，引脚的驱动能力都是有限的，如下图所示为STM32单片机的10引脚电流驱动能力（来自ST数据手册）：^ccTable乩CurrentcharacieristicsSymbolRatingsMax.UnitTotalturreiikinto¥gpowerlines(sounee^1)IfrO'vss-Totalnirrt^-ninuterf¥古古％rounUIIHUS刚嗣巴一15COuipUicurrent^urikbyanyIM)^lndconu
