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51单片机上拉电阻介绍及其有效应用
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51单片机上拉电阻介绍及其有效应用
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单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取
& & 一、定义
1、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！
2、上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流
3、弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分
4、对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）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。
&&&&二、拉电阻作用
1、一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。
2、数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态，具体视设计要求而定！
3、一般说的是I/O端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，I/O端口的输出类似与一个三极管的C，当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上C拉电阻，也就是说，如果该端口正常时为高电平；C通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻，使该端口平时为低电平，作用吗：比如：&当一个接有上拉电阻的端口设为输入状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入&。
4、上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，也就是我们通常所说的灌电流
5、接电阻就是为了防止输入端悬空
6、减弱外部电流对芯片产生的干扰
7、保护cmos内的保护二极管，一般电流不大于10mA
8、通过上拉或下拉来增加或减小驱动电流
9、改变电平的电位，常用在TTL-CMOS匹配
10、在引脚悬空时有确定的状态
11、增加高电平输出时的驱动能力。
12、为OC门提供电流
&&&&三、上拉电阻应用原则
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&必须加上拉电阻，才能使用&。
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。
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、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、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。
7、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。
8、在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。
&&&&四、上拉电阻阻值选择原则
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。
对上拉电阻和下拉电阻的选择应&结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素&：
1。驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2。下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3。高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4。频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成&RC延迟&，电阻越大，延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。&
&&&&OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA，设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。
&&&&选上拉电阻时：500uA&x&8.4K=&4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA，200uA&x15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。【最大压降/最大电流、最小压降/最小电流】
&&&&COMS门的可参考74HC系列设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：&输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了&（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了）&&&&&&
此外，还应注意以下几点：
A、要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。
B、如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平，你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。反之，
C、尤其用在接口电路中，为了得到确定的电平，一般采用这种方法，以保证正确的电路状态，以免发生意外，比如，在电机控制中，逆变桥上下桥臂不能直通，如果它们都用同一个单片机来驱动，必须设置初始状态。防止直通!
驱动尽量用灌电流。
电阻在选用时，选用经过计算后与标准值最相近的一个！
P0为什么要上拉电阻原因有：
1。&P0口片内无上拉电阻
2。&P0为I/O口工作状态时，上方FET被关断，从而输出脚浮空，因此P0用于输出线时为开漏输出。
3。&由于片内无上拉电阻，上方FET又被关断，P0输出1时无法拉升端口电平。
P0是双向口，其它P1，P2，P3是准双向口。准双向口是因为在读外部数据时要先&准备&一下，为什么要准备一下呢？
&&&单片机在读准双向口的端口时，先应给端口锁存器赋1，目的是使FET关断，不至于因片内FET导通使端口钳制在低电平。
上下拉一般选10k！
【】【】【】【】
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51单片机P0口驱动LED需要外接上拉电阻吗？
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上图中，在说到驱动LED时书本里有一句话说“P0口其引脚必须外接外部上拉电阻”，不理解
我觉得像图中用灌电流的方式已经能够点亮LED了，驱动电流也算好是10mA左右，也能亮，为什么书上说“必须”呢？
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P0口试集电极开路输出结构，其本身只能输出低电平，不能输出高电平，所以当需要使用该端口输出高电平时，必须使用上拉电阻，如果只需要低电平驱动，则自然不需要 ...
OC(或OD)门就是一个开关，这样你就知道是不是“必须”了。
“P0口其引脚必须外接外部上拉电阻”这句话是不负责任的说法。 ...
灌电流不需要，拉电流就须要上拉了
P0口试集电极开路输出结构，其本身只能输出低电平，不能输出高电平，所以当需要使用该端口输出高电平时，必须使用上拉电阻，如果只需要低电平驱动，则自然不需要 ...
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在某些情况下需要加上拉电阻，楼主的这个电路不需要加。
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用作II/O口时须接上拉电阻。
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OC(或OD)门就是一个开关，这样你就知道是不是“必须”了。
“P0口其引脚必须外接外部上拉电阻”这句话是不负责任的说法。
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楼主看一下单片机的内部结构吧！
此id已冬眠...
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灌电流不需要，拉电流就须要上拉了
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P0口试集电极开路输出结构，其本身只能输出低电平，不能输出高电平，所以当需要使用该端口输出高电平时，必须使用上拉电阻，如果只需要低电平驱动，则自然不需要接这个电阻。
一:我的回帖多数只是猜测/估计/想象,建立在我现有知识结构的理解和分析上,多数都没有动手实际检验过,请斟酌采纳.
二:若对我的技术类主帖或回帖有异议,欢迎讨论,拒绝过激攻击或辱骂,否则全站追杀屏蔽发帖,后果自负.
三:对本人的其它意见,请直接向站长投诉,勿使用站内短信骚扰/挑衅/辱骂,否则将全站追杀屏蔽发帖,后果自负.
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P0口试集电极开路输出结构，其本身只能输出低电平，不能输出高电平，所以当需要使用该端口输出高电平时，必须使用上拉电阻，如果只需要低电平驱动，则自然不需要接这个电阻。
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这样说就透彻了
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同意8楼的意见！
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谢谢各位朋友的解答
P0口的结构我看过了，所以才对“P0口其引脚必须外接外部上拉电阻”这句话产生疑问。
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我也进来看看，学习了
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楼主这样用，可能存在问题的。51单片机的灌电流一般比较小，一个IO还行，要是整个系统的多了，可能会导致在某些情况下，单片机的IO或者整个单片机烧坏的可能性是很大的。
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P0口试集电极开路输出结构，其本身只能输出低电平，不能输出高电平，所以当需要使用该端口输出高电平时，必须使用上拉电阻，如果只需要低电平驱动，则自然不需要接这个电阻。 ...
yewuyi 发表于
这才是能力的体现！！！顶你！
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P0口如果你要输出高电平.才需要加上拉电阻.要不得不到高电平.内部有没有上拉电阻或者上拉三极管
若是只要输出低电平.可以不加.但为了电路更好的工作状态.加还是有好处.又不难加.一个排阻搞定.从40脚往回倒.刚好10个的排阻.
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楼主这样用，可能存在问题的。51单片机的灌电流一般比较小，一个IO还行，要是整个系统的多了，可能会导致在某些情况下，单片机的IO或者整个单片机烧坏的可能性是很大的。 ...
Torda 发表于
高亮的LED用2-3mA已经很亮的，而且不少IO驱动的LED是动态或加三极管点亮的，平均电流更小。而且不少MCU的单IO驱动可达20mA, 总体达100mA。例如STC的PDIP40封装的芯片。:)
---人活着就是要改变世界！
----51单片机，单片机中的拖拉机！
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从另一个角度，图中的R1接到VCC，也算上拉电阻。
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灌电流不用加上拉电阻，如果输出电流就需要上拉来提供较大的电流。
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你看了片子内部结构就知道除了P0口外 其他3口都接了上拉电阻 所以 一旦P0口要用作I\O口使用 就必须接上拉电阻
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灌电流不需要，拉电流就须要上拉了
zjswuyunbo 发表于
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如果D1的方向改变是不是必须加上拉电阻呢！！
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有没有必要给所有的输入IO口都加上拉电阻？
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为了提高抗干扰性能，有没有必要给所有的输入IO口都加上拉电阻？请指点一下。
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这要看具体情况。
作为输入端口，加上拉是为了保证给它个固定的电平。并且，输入端口的输入阻抗越小，抗干扰的能力也越强。
& && &一般的输入口要与某一输出量相连接，这一端口如果阻抗较小，就没有必要加入上拉或下拉了。
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很多单片机可以内部设置上拉或下拉的
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谢谢dontium！
谢谢huo_hu！
我用STC15W系列，当用作输入口时是弱上拉的，直接联接其它芯片的输入脚我没加，只在平时有可能空置的才加上拉电阻，如开关。
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除了P0口外，其余都有内置上拉电阻，不需另加。
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看你使用的是什么单片机啦，像51就要自己加，越贵越高级的都不用加像stm32，如果自己不太需要驱动大功率可以不要
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说的就是51，除了P0口外，其余都有内置上拉电阻，不需另加。
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浅析51单片机P0口上拉电阻的选择应用
P0口作为I/O口输出的时候时，输出低电平为0 输出高电平为高组态(并非5V，相当于悬空状态，也就是说P0 口不能真正的输出高电平)。给所接的负载提供电流，因此必须接上拉电阻(一电阻连接到VCC)，由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流。
　　P0口作为I/O口输出的时候时，输出低电平为0 输出高电平为高组态(并非5V，相当于悬空状态，也就是说P0 口不能真正的输出高电平)。给所接的负载提供电流，因此必须接上拉电阻(一电阻连接到VCC)，由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流。　　P0作输入时不需要上拉电阻，但要先置1。因为P0口作一般I/O口时上拉场效应管一直截止，所以如果不置1，下拉场效应管会导通，永远只能读到0。因此在输入前置1，使下拉场效应管截止，端口会处于高阻浮空状态，才可以正确读入数据。　　　　由于P0口内部没有上拉电阻，是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供，绝大多数情况下P0口是必需加上拉电阻的。　　1.一般51单片机的P0口在作为地址/数据复用时不接上拉电阻。　　2.作为一般的I/O口时用时，由于内部没有上拉电阻，故要接上上拉电阻!!　　3.当p0口用来驱动PNP管子的时候，就不需要上拉电阻，因为此时的低电平有效;　　4.当P0口用来驱动NPN管子的时候，就需要上拉电阻的，因为此时只有当P0为1时候，才能够使后级端导通。 简单一点说就是它要驱动LCD显示屏显示就必须要有电源驱动，否则亮不了，而恰好P0口没有电源，所以就要外接电源，接上电阻是起到限流的作用;如果接P1、P2、P3端口就不用外接电源和电阻了。　　P0口是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供，绝大多数情况下P0口是必需加上拉电阻的;5、51单片机的P0口用作数据和地址总线时不必加上拉电阻。　　有些IC的驱动能力并不强，如果P0口作为输入而加了不必要的上拉，有可能驱动IC无法将其拉回到低电平，从而使输入失败!　　如果是驱动led，那么用1K左右的就行了。如果希望亮度大一些，电阻可减小，最小不要小于200欧姆，否则电流太大;如果希望亮度小一些，电阻可增大，增加到多少呢，主要看亮度情况，以亮度合适为准，一般来说超过3K以上时，亮度就很弱了，但是对于超高亮度的LED，有时候电阻为10K时觉得亮度还能够用。通常就用1k的。对于驱动光耦合器，如果是高电位有效，即耦合器输入端接端口和地之间，那么和LED的情况是一样的;如果是低电位有效，即耦合器输入端接端口和VCC之间，那么除了要串接一个1&&4.7k之间的电阻以外，同时上拉电阻的阻值就可以用的特别大，用100k&&500K之间的都行，当然用10K的也可以，但是考虑到省电问题，没有必要用那么小的。
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