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一文读懂上拉电阻:工作原理和阻值确定

上拉电阻器:它是如何工作并选择一个值的

上拉电阻器很常见,你会一直在数字电路中看到它。它只是一个从输入端连接到V断续器的电阻器,电路的正电源。

上拉电阻器示例电路

上拉电阻用于确保引脚在未按下按钮时具有高电平状态。如果没有,您的输入将是浮动的,由于输入在高低之间随机变化,您可能会发生变化

如何选择上拉电阻值?

低电阻值称为强上拉(),高阻值称为弱上拉(

上拉值越高,输入端的电压就越低。芯片将其视为高电平或逻辑1输入是很重要的。

例如,如果使用它 10V 电源的 CD4017年至少需要输入端 7V 可以视为 HIGH。

例如,如果您选择1000, Ω,问题是当你按下按钮时,你会得到大量的电流。

使用9V电源时,您可以在100 Ω(90 mA)获得9V电压。这是不必要的,但这也意味着电阻器需要承受0.81W。大多数电阻器只能处理0.25W的功率。

一般规则是输入阻抗比输入引脚输入阻抗(R2)**小数量级(1/10)**的上拉电阻(R1)电阻值小10倍。

通常,10 kΩ上拉值可以解决问题。但是,如果您想了解其工作原理,请继续阅读。

如何工作上拉电阻器?

未按下按钮时,可使用分压器公式输入引脚上的电压:

如果对上拉R1使用1MΩ电阻,并输入引脚的阻抗R2约为1MΩ(形成分压器),,而且微控制器可能不会将引脚记录在高电平状态。V输入电压为2.5V

计算示例

假设您的芯片输入阻抗为1MΩ(对于许多芯片,100kΩ至1MΩ正常)。假如你的电源是9V,并且您选择10 kΩ输入引脚上的电压是多少?

输入引脚上的电压为8.9V,足以用作高电平输入。

通常,如果您坚持使用不超过输入阻抗10倍的上拉电阻的经验规则,您将确保输入引脚上至少有90%VDD电压。

总结

因为通常需要上拉电阻,所以很多MCU(如Arduino平台上的ATmega328微控制器)。要在 Arduino 启用内部上拉,你可以 setup() 以下代码行用于函数:

COPY CODEpinMode(5, INPUT_PULLUP); // Enable internal pull-up resistor on pin 5 

另一件需要指出的事情是,电容器,因此形成,而RC过滤器需要一些时间来充电和放电。如果你有一个非常快速变化的信号(如USB),高阻拉电阻可以限制引脚改变状态的速度(信号也可靠)。这就是为什么你经常在那里USB在信号线上看到1k至4.7KΩ电阻的原因。

所有这些因素都决定了使用什么值的上拉电阻。

结束

青少年就是青少年。他们不喜欢春风,夏蝉不烦,秋风不悲,冬雪不叹,富贵懒,不公正不敢面对,只是因为他们是青少年。 – 陀思妥耶夫斯基 《少年》

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