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  • 單片機(jī)上拉電阻應(yīng)用與阻值選擇原則
    • 發(fā)布時(shí)間:2021-04-14 16:52:52
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    單片機(jī)上拉電阻應(yīng)用與阻值選擇原則
    上拉電阻應(yīng)用原則
    1、當(dāng) TTL 電路驅(qū)動(dòng) COMS 電路時(shí),如果 TTL 電路輸出的高電平低于 COMS 電路的最低高電平(一般為 3。5V),這時(shí)就需要在 TTL 的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值
    2、OC 門(mén)電路“必須加上拉電阻,才能使用”。
    3、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力,有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。
    4、在 COMS 芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。
    5、芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)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(zhǎng)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。
    8、在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平,通過(guò) 1k 電阻接高電平或接地。
    上拉電阻阻值選擇原則
    1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大;電阻大,電流小。
    2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠??;電阻小,電流大。
    3、對(duì)于高速電路,過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮
    以上三點(diǎn),通常在 1k 到 10k 之間選取。對(duì)下拉電阻也有類(lèi)似道理。
    對(duì)上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)“結(jié)合開(kāi)關(guān)管特性和下級(jí)電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定,主要需要考慮以下幾個(gè)因素”:
    1。驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例,一般地說(shuō),上拉電阻越小,驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng),但功耗越大,設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。
    2。下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求。同樣以上拉電阻為例,當(dāng)輸出高電平時(shí),開(kāi)關(guān)管斷開(kāi),上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級(jí)電路提供足夠的電流。
    3。高低電平的設(shè)定。不同電路的高低電平的門(mén)檻電平會(huì)有不同,電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例,當(dāng)輸出低電平時(shí),開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,上拉電阻和開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門(mén)檻之下。
    4。頻率特性。以上拉電阻為例,上拉電阻和開(kāi)關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成“R
    下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。
    OC 門(mén)輸出高電平時(shí)是一個(gè)高阻態(tài),其上拉電流要由上拉電阻來(lái)提供,設(shè)輸入端每端口不大于 100uA,設(shè)輸出口驅(qū)動(dòng)電流約 500uA,標(biāo)準(zhǔn)工作電壓是 5V,輸入口的高低電平門(mén)限為 0.8V(低于此值為低電平);2V(高電平門(mén)限值)。
    選上拉電阻時(shí):500uA x 8.4K= 4.2 即選大于 8.4K 時(shí)輸出端能下拉至 0.8V 以下,此為最小阻值,再小就拉不下來(lái)了。如果輸出口驅(qū)動(dòng)電流較大,則阻值可減小,保證下拉時(shí)能低于 0.8V 即可。當(dāng)輸出高電平時(shí),忽略管子的漏電流,兩輸入口需 200uA,200uA x15K=3V 即上拉電阻壓降為 3V,輸出口可達(dá)到 2V,此阻值為最大阻值,再大就拉不到 2V 了。選 10K 可用。【最大壓降 / 最大電流、最小壓降 / 最小電流】
    COMS 門(mén)的可參考 74HC 系列設(shè)計(jì)時(shí)管子的漏電流不可忽略,IO 口實(shí)際電流在不同電平下也是不同的,上述僅僅是原理,一句話概括為:“輸出高電平時(shí)要喂飽后面的輸入口,輸出低電平不要把輸出口喂撐了”(否則多余的電流喂給了級(jí)聯(lián)的輸入口,高于低電平門(mén)限值就不可靠了)
    此外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
    A、要看輸出口驅(qū)動(dòng)的是什么器件,如果該器件需要高電壓的話,而輸出口的輸出電壓又不夠,就需要加上拉電阻。
    B、如果有上拉電阻那它的端口在默認(rèn)值為高電平,你要控制它必須用低電平才能控制如三態(tài)門(mén)電路三極管的集電極,或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來(lái)成為低電平。反之,
    C、尤其用在接口電路中,為了得到確定的電平,一般采用這種方法,以保證正確的電路狀態(tài),以免發(fā)生意外,比如,在電機(jī)控制中,逆變橋上下橋臂不能直通,如果它們都用同一個(gè)單片機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),必須設(shè)置初始狀態(tài)。防止直通!
    驅(qū)動(dòng)盡量用灌電流 . 電阻在選用時(shí),選用經(jīng)過(guò)計(jì)算后與標(biāo)準(zhǔn)值最相近的一個(gè)!
    P0 為什么要上拉電阻原因有:
    1.P0 口片內(nèi)無(wú)上拉電阻
    2.P0 為 I/O 口工作狀態(tài)時(shí),上方 FET 被關(guān)斷,從而輸出腳浮空,因此 P0 用于輸出線時(shí)為開(kāi)漏輸出。
    3. 由于片內(nèi)無(wú)上拉電阻,上方 FET 又被關(guān)斷,P0 輸出 1 時(shí)無(wú)法拉升端口電平。
    P0 是雙向口,其它 P1,P2,P3 是準(zhǔn)雙向口。準(zhǔn)雙向口是因?yàn)樵谧x外部數(shù)據(jù)時(shí)要先“準(zhǔn)備”一下,為什么要準(zhǔn)備一下呢?
    單片機(jī)在讀準(zhǔn)雙向口的端口時(shí),先應(yīng)給端口鎖存器賦 1,目的是使 FET 關(guān)斷,不至于因片內(nèi) FET 導(dǎo)通使端口鉗制在低電平。
    上下拉一般選 10k!
    單片機(jī)上拉電阻
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