谁能通俗易懂地讲解一下上拉电阻和下拉电阻的原理是什么?

用户5475231897


首先上拉电阻是接到VCC,下拉电阻是接到GND

  • 不是说加了电阻就能上拉和下拉,是要看电阻怎么接法,拉在哪个地方
  • 上拉电阻肯定是接到VCC(电源),我们以高电压理解为上
  • 下拉电阻肯定是接到GND(电源),我们以低电压理解为下

何为上拉电阻,上拉电阻怎么接法?

  • 以一个轻触开关检测的电路为例解说一下

  • 原理图A没有接上拉电阻,原理图B接了上拉电阻
  • 原理图A当轻触开关SW1按下时,输入端口A的是低电平,但当轻触开关SW1没有按下时,输入端口A是什么电平呢?不知道啊!在数字电路的世界只有0和1,我们不能让未知的状态出现,否则很容易出问题
  • 原理图B当轻触开关SW5按下时,输入端口B的是低电平,但当轻触开关SW5没有按下时上拉电阻R1决定了输入端口B是高电平,不会存在未知的状态
  • 明显原理图B优于原理图A

何为下拉电阻,下拉电阻怎么接法?

  • 同样以一个轻触开关检测的电路为例解说一下

  • 原理图C没有接下拉电阻,原理图D接了下拉电阻
  • 原理图C当轻触开关SW1按下时,输入端口C的是高电平,但当轻触开关SW1没有按下时,输入端口C是什么电平呢呢?不知道啊!在数字电路的世界只有0和1,我们不能让未知的状态出现,否则很容易出问题
  • 原理图D当轻触开关SW5按下时,输入端口D的是高电平,但当轻触开关SW5没有按下时下拉电阻R1决定了输入端口D是低电平,不会存在未知的状态
  • 明显原理图D优于原理图C

哪些场合需要接上拉或者下拉电阻呢?

  • 开关检测电路中接上拉或者下拉电阻,防止输入检测端口出现浮空的未知状态。
  • 继电器驱动电路中,下拉电阻R10可以防止三极管意外的导通(如果使用PNP三极管驱动继电器就会拉上拉电阻)
  • LED驱动电路中,三极管Q1接下拉电阻,可以防止感应电流引起的三极管微导通,可以防止LED出现微亮的现象

总的来说,上拉电阻可以让信号钳制在高电平;下拉电阻可以让信号钳制在低电平

欢迎大家都来讨论一下,上拉、下拉电阻还会在哪些场合需要用到呢?你觉得三极管放大电路中的基极(b)偏置电阻算是上拉或者下拉电阻吗?

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上拉电阻和下拉电阻在设计电路的时候经常遇到,上拉电阻可以在初始状态把信号牵制在确定的高电平,下拉电阻可以把信号牵制在确定的低电平。下面举例详细介绍。

1.上拉电阻介绍

所谓上拉,就是端口通过电阻接至VCC电源端。比如在设计按键电路时,按键的一端接GND,另一端接单片机的GPIO,同时会在GPIO口上接一个电阻到VCC,这个电阻就是上拉电阻。如下图所示。

有了上拉电阻,在没有按键发生时,单片机会检测到确定的高电平,如果没有该上拉电阻的话,单片机检测到的可能是一个浮空的电平而不是确定的高电平,在检测按键的时候可能会误判。

再以PNP三极管驱动继电器为例,在基极端接一个上拉电阻,在单片机初始化阶段,端口初始化时可能电平不是确定的高电平,容易误触发PNP三极管导通,加了上拉电阻后,在单片机端口不确定的时候基极是高电平,不会让继电器无动作。

2.下拉电阻介绍

所谓下拉,就是端口通过电阻接到GND,在端口输出信号不确定的时候把信号牵制在确定的低电平。以NPN三极管驱动继电器为例,如下图所示。

单片机作为输出端口控制三极管,输出高电平时三极管导通继电器动作;单片机输出低电平时三极管截止继电器复位。但是在单片机的初始化阶段,端口的输出状态可能不是确定的,不是确定的高电平也不是确定的低电平,有可能使继电器误动作。由于下拉电阻的存在,即使单片机初始化时,基极被下拉电阻牵制在低电平状态,不会发生误动作。

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模拟电路中的上拉下拉电阻也称为偏置电阻,是为电路提供合适的偏置电压,以使三极管工作在线性区域。

数字电路中的上拉下拉电阻是为电路排除干扰设置的,电路中晶体管PN结反向漏电电流,感应电压等各种干扰会使电路中的关键电压检测点开关电压混乱,使用电阻后可使稳态电压保持稳定。


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