上拉和下拉的解释

最新推荐文章于 2025-10-20 12:51:57 发布
最新推荐文章于 2025-10-20 12:51:57 发布 · 5.8w 阅读 · 220

1.什么是上下拉电阻？

上拉电阻：把一个不确定的信号通过电阻连接到高电平，是电信号初始化为高电平。

下拉电阻：把一个不确定的信号通过电阻连接到地，使电信号初始为低电平。

本质：上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流

2.上下拉电阻接线方法

上拉电阻接线方法

电阻R12将KEY1网路标识上拉到高电平，在按键s2没有按下的情况下key1将被钳制在高电平，从而避免了引脚悬空而引起的误动作。

下拉电阻接线方法

这里电阻R29将DIR下拉到低电平，在光耦没有导通的情况下DIR将被钳制在低电平，从而避免了引脚悬空而引起的误动作。

3.作用解释

提高电路稳定性，避免引起误动作。第一图中的按键如果不通过电阻上拉到高电平，那么在上电瞬间可能就发生误动作，因为在上电瞬间单片机的引脚电平是不确定的，上拉电阻R12的存在保证了其引脚处于高电平状态，而不会发生误动作。

提高输出管脚的带载能力。受其他外围电路的影响单片机在输出高电平时能力不足，达不到VCC状态，这会影响整个系统的正常工作，上拉电阻的存在就可以使管脚的驱动能力增强。这里特别强调如下：带片上I2C资源的单片机，其SCL和SDA引脚是开漏引脚，如果当做普通的GPIO来用的话，你会发现该引脚输出高电平极不稳定甚至因为负载的关系都无法正常输出高电平，这时候就需要在这两个引脚上加上拉电阻了。

4.参考文献

 

  1. 佚名. 单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取[EB/OL]. http://www.51hei.com/mcu/3953.html.
聊一聊上拉电阻、下拉电阻、使用场景及阻值选择
记得诚
03-14 1万+
除了分压，限流，还有上拉电阻，下拉电阻，很多人搞不明白，也不知道阻值如何选择，这篇博客带你了解！
上拉和下拉电阻的使用原则
08-19
本文主要总结了上拉和下拉电阻的使用原则。
拉电阻
lxthh611905的博客
02-02 929
上拉电阻与下拉电阻 上拉（Pull Up ）或下拉（Pull Down）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，1
GPIO 核心概念解析：上拉、下拉、推挽、开漏
qq_52974788的博客
10-20 520
GPIO配置解析：输入模式使用上拉/下拉电阻解决悬空问题，上拉默认高电平，下拉默认低电平。输出模式分为推挽（可主动输出高低电平，驱动能力强）和开漏（仅能主动拉低，需外接上拉电阻，支持"线与"功能）。推挽适用于直接驱动外设，开漏用于I2C总线等共享线路。不同配置根据应用场景选择，如按键输入常用上拉，传感器常用下拉，LED驱动用推挽，通信总线用开漏。
Arduino从零开始(1)——按钮控制LED
lylelo的博客
11-15 1万+
本文主要介绍Arduino对于开关和条件判断函数的使用。
Arduino程序设计（二） 按键控制LED灯
Alice的博客
11-15 1万+
按键控制LED灯程序设计 前言 一、按键控制LED灯——内部上拉（基础） 二、按键控制LED灯——外部上拉（基础） 三、按键控制LED灯（进阶） 总结 参考文献
Arduino基础入门学习——以按键开关控制LED灯
2401_85774947的博客
09-01 2591
介绍如何使用Arduino和按键开关控制LED灯
什么是上拉，下拉？
ddidi111的博客
09-14 4820
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。，其作用主要是确保某端口常态时有确定电平：用法示例：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。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端口的输出类似于。给负载提供的输出电流，灌电流时输出低电平是外部给数字电路的输入电流，它们实际就是输入、输出电流能力。电阻同时起限流作用！
上拉下拉
u011878611的博客
02-23 721
1.什么是上下拉电阻？ 上拉电阻：把一个不确定的信号通过电阻连接到高电平，是电信号初始化为高电平。 下拉电阻：把一个不确定的信号通过电阻连接到低电平，使电信号初始为低电平。 本质：上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流 2.上下拉电阻接线方法 上拉电阻接线方法 电阻R12将KEY1网路标识上拉到高电平，在按键s2没有按下的情况下key1将被钳制在高电平，从而避免了引脚悬空而引起...
上拉/下拉电阻基础知识
qq_38829542的博客
09-05 2958
1, 芯片引脚上注明的上拉或下拉电阻, 是指设计在芯片引脚内部的一个电阻或等效电阻.设计这个电阻的目的, 是为了当用户不需要用这个引脚的功能时, 不用外加元件, 就可以置这个引脚到缺省的状态. 而不会使 CMOS 输入端悬空. 使用时要注意如果这个缺省值不是你所要的, 你应该把这个输入端直接连到你需要的状态.1、提高電壓准位：a.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。
上拉电阻、下拉电阻的原理和作用
08-28
下面将对上拉电阻和下拉电阻的原理和作用进行详细的解释。 一、应用 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...
listview上拉和下拉刷新项目包.zip
08-15
在安卓应用开发中，实现listview的上拉和下拉刷新是常见的功能需求，这一功能使得用户可以通过简单的手势操作来更新界面内容，提高用户体验。在本压缩包文件中，包含了实现该功能所需的源代码和相关说明文档，这不仅...
arduino按钮控制LED
苹果香蕉哩
01-24 2419
int key=7;//设置LED的数字IO脚 void setup() { pinMode(key,OUTPUT);//设置数字IO引脚为输出模式 } void loop() { int i;//定义变量 while(1) { i=analogRead(5);//读取模拟5口电压值 if(i>1000)//如果电压值大于1000（即4.88V） digi
上拉下拉再理解
Jacob.Lin's 优快云 Blog
11-30 2435
在看STM32手册时碰到了弱上拉，弱下拉的概念，在内部弱上拉/下拉时为了带负载建议在外接上拉或上拉电阻，不是很明白这样的原因。网上查阅相关资料，在这里记录下自己的理解。 显然弱上拉/下拉是相对于强上拉/下拉而言的，为了清楚什么是弱上拉/下拉，先要问什么是强上拉/下拉。我们都知道上拉/下拉的目的是使输出电平为确认的高电平/低电平。那么最高的高电平和最低的低电平是多少？毫无疑问，是芯片的供电电源的正...
什么是上拉和下拉
m0_63903713的博客
11-09 1543
上拉：将引脚默认拉到高电平，常用于防止输入悬空导致的不确定状态。下拉：将引脚默认拉到低电平，确保没有信号时输入引脚维持在低电平。
Arduino基础入门篇07—按键控制LED灯
热门推荐
Tonyの博客
08-04 5万+
前面介绍了Arduino数字I/O，通过控制数字引脚输出来控制LED灯亮灭。本篇将介绍数字输入功能，通过检测按键状态来控制LED灯亮灭，把LED的亮灭变成人为可控制的。
Arduino基础入门篇（按键控制LED）
lhwanglei的博客
10-12 2万+
上一节我们介绍了使用数字引脚的输出来控制LED,本篇我们主要介绍通过检测按键状态来控制LED灯亮灭，把LED的亮灭变成人为可控制的。 一、按键开关介绍 按键开关主要是指轻触式按键开关，也称之为轻触开关。按键开关是一种电子开关，属于电子元器件类，最早出现在日本[称之为：敏感型开关]，使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。 按键开关由嵌件、基座、弹片、按钮、盖板组成，其中防水类轻触开关在弹片上加一层聚酰亚胺薄膜。...
Arduino Leonardo 按键控制LED亮与灭
比特字节-只为技术
04-19 1万+
按键控制LED亮灭，试用两种方法，一种是最简单的开关，另一种就是用按键的IO来控制LED。
上拉和下拉
最新发布
11-02
<think>我们正在讨论上拉和下拉的相关知识。根据用户之前的查询历史，他们之前询问过GPIO推挽输出与开漏输出的区别，现在转向上拉和下拉的区别及相关知识。根据引用[1]和引用[2]的内容，我们可以总结如下： 引用[1]详细说明了上拉电阻的作用和选择原则： - 上拉电阻将不确定的信号提升为高电平。 - 选择上拉电阻需要平衡驱动能力和功耗：电阻值越小，驱动能力越强，但功耗越大。 - 需要考虑下级电路的电流需求。 - 在输出低电平时，要确保内部导通电阻与上拉电阻的比值能使电平低于低电平门槛。 - 在高频应用中，上拉电阻与寄生电容形成RC延迟，电阻越大延迟越大。 引用[2]解释了下拉电阻的作用： - 下拉电阻连接在引脚与地之间，将引脚默认保持在低电平。 - 防止引脚悬空，稳定在低电平。 因此，我们可以系统地组织关于上拉和下拉的知识： ### 1. **基本概念** - **上拉 (Pull-up)**：通过电阻将信号连接到电源（VCC），使引脚在无驱动时保持高电平状态。 - **下拉 (Pull-down)**：通过电阻将信号连接到地（GND），使引脚在无驱动时保持低电平状态。 ### 2. **电路结构** ```plaintext 上拉电路示例： 下拉电路示例： VCC VCC | | [Rp] (无连接) | | 引脚───┴──信号线 引脚───┬──信号线 | [Rd] | GND ``` ### 3. **核心区别** | **特性** | 上拉 | 下拉 | |----------------|-----------------------------------|------------------------------------| | **默认电平** | 高电平 (无驱动时) | 低电平 (无驱动时) | | **电阻位置** | 引脚与电源之间 | 引脚与地之间 | | **主要目的** | 防止高阻态悬空，确保高电平默认状态 | 防止高阻态悬空，确保低电平默认状态 | | **典型应用** | 按键(按下时接地)、开漏输出 | 按键(按下时接电源)、某些传感器接口 | ### 4. **电阻选型原则** 根据引用[1]： - **驱动能力与功耗平衡**： - 上拉电阻$R_p$越小，灌电流能力越强（输出低电平时$I_{low}=(V_{CC}-0)/R_p$增大），但功耗$P=(V_{CC}^2)/R_p$也增大。 - 反之，$R_p$越大则功耗越小，但驱动能力越弱。 - **电平稳定性要求**： - 输出低电平时需满足：$V_{OL} < V_{IL\_max}$（低电平门槛），即： $$ \frac{R_{ds(on)}}{R_p + R_{ds(on)}} \cdot V_{CC} \leq V_{IL\_max} $$ 其中$R_{ds(on)}$为内部开关管导通电阻。 - **信号完整性要求**： - 高频场景下，分布电容$C$与$R_p$形成时间常数$\tau = R_p \cdot C$，上升沿延迟随$R_p$增大而增加[^1]。 > **计算示例**： > 若$V_{CC}=3.3V$, $V_{IL\_max}=0.8V$, $R_{ds(on)}=50\Omega$，则最大允许$R_p$为： > $$ > R_p \leq R_{ds(on)} \cdot \left( \frac{V_{CC}}{V_{IL\_max}} - 1 \right) = 50 \cdot \left( \frac{3.3}{0.8} - 1 \right) \approx 156\Omega > $$ > 实际选择需留余量并兼顾功耗。 ### 5. **应用场景对比** | **场景** | 推荐配置 | 原因说明 | |--------------------------|---------------|--------------------------------------------------------------------------| | **按键检测** | 上拉+按键接地 | 按键未按下时默认高电平，按下时拉低[^1] | | **开漏输出总线(I²C)** | 外接上拉 | 主机无法主动输出高电平，需上拉提供高电平驱动[^1] | | **CMOS输入防静电干扰** | 上拉/下拉 | 避免引脚悬空导致电平漂移 | | **使能信号默认状态控制** | 下拉 | 确保芯片在未初始化时处于禁用状态（如EN引脚下拉） | ### 6. **设计注意事项** 1. **兼容性**：上拉电压可能与GPIO电平不同（如3.3V MCU使用5V上拉时需加电平转换）。 2. **冲突避免**：推挽输出模式禁止同时使用内部上拉/下拉，否则可能短路（如输出低电平时上拉电阻形成$V_{CC}$到GND通路）。 3. **微控制器内置电阻**：现代MCU通常集成可编程上拉/下拉电阻（约20kΩ~50kΩ），简化电路设计。 §§相关问题§§ 1. 如何为I²C总线选择合适的上拉电阻值？ 2. 按键电路中上拉电阻与下拉电阻如何选择？ 3. 为什么CMOS输入引脚不能悬空？ </think>以下是关于上拉和下拉电阻的系统性解析，结合物理原理和应用场景说明核心区别： ### 一、核心功能对比 | **特性** | 上拉电阻 | 下拉电阻 | |----------------|-----------------------------|-----------------------------| | **连接位置** | 信号线与电源（VCC）之间 | 信号线与地（GND）之间 | | **默认状态** | 无信号时保持**高电平** | 无信号时保持**低电平** | | **本质作用** | 提供**电流源**路径 | 提供**电流沉**路径 | | 关键公式 | $V_{\text{高}} = V_{CC} \cdot \frac{R_{\text{负载}}}{R_{\text{上拉}} + R_{\text{负载}}}$ | $V_{\text{低}} = V_{CC} \cdot \frac{R_{\text{下拉}}}{R_{\text{下拉}} + R_{\text{负载}}}$ | > **物理本质**：两者都是利用欧姆定律$V=IR$强制稳定节点电位，避免浮空导致的随机电平[^1][^2]。 --- ### 二、电阻选型原则 #### 1. **驱动能力与功耗权衡** - **上拉电阻**： - 阻值↓ ➜ 驱动能力↑（灌电流能力增强） - 代价：静态功耗↑（$P = \frac{V_{CC}^2}{R}$） - 典型值：1kΩ~10kΩ（5V系统） - **下拉电阻**： - 阻值↓ ➜ 抗干扰能力↑ - 代价：拉低电平时的功耗↑ #### 2. **电平稳定性要求** - 确保低电平时满足： $$ V_{\text{低}} < V_{\text{IL\_max}} \quad \text{(低电平最大阈值)} $$ - 确保高电平时满足： $$ V_{\text{高}} > V_{\text{IH\_min}} \quad \text{(高电平最小阈值)} $$ #### 3. **信号完整性约束** - 高频场景需考虑RC延迟： $$ \tau = R \cdot C_{\text{寄生}} $$ 电阻过大导致边沿变缓（如I²C总线限制上拉电阻>1kΩ） > **计算示例**： > 若$V_{CC}=3.3V$, $V_{\text{IL\_max}}=0.8V$, 负载等效电阻$R_L=10k\Omega$，则下拉电阻最大值： > $$ > R_{\text{下拉}} \leq \frac{V_{\text{IL\_max}} \cdot R_L}{V_{CC} - V_{\text{IL\_max}}} = \frac{0.8 \times 10^4}{2.5} = 3.2k\Omega > $$ --- ### 三、典型应用场景 | **场景** | 推荐配置 | 原理说明 | |-------------------|---------------|-------------------------------------------------------------------------| | **按键检测** | 上拉电阻 | 按键断开时默认高电平，按下时接地拉低[^1] | | **开漏输出** | 外接上拉 | 弥补高电平驱动不足（如I²C总线的SDA/SCL） | | **CMOS输入保护** | 上拉/下拉 | 防止浮空导致MOS管栅极击穿 | | **复位电路** | 下拉电阻 | 确保上电瞬间保持稳定低电平 | | **总线冲突防护** | 上拉+开漏 | 实现"线与"逻辑（多设备并联时任一拉低即总线低电平） | --- ### 四、电路设计陷阱 1. **电平冲突风险** - 推挽输出+外部上拉 ➜ 当输出低电平时形成$V_{CC}$到GND短路通路 - **对策**：开漏模式才使用外部上拉 2. **高速信号失真** - 过大上拉电阻导致上升沿缓慢（下图示波器对比） ``` 理想方波： ┌──┐ ┌──┐ RC延迟： / \ / \ ``` 3. **功耗失控** - 低阻值电阻在持续导通时发热（例：$R=1k\Omega$, $V_{CC}=5V$ ➜ $P=25mW$） --- ### 五、选型决策流程图 ```mermaid graph TD A[需要默认电平？] -->|高电平| B[上拉电阻] A -->|低电平| C[下拉电阻] B --> D[计算最小驱动电流需求] C --> D D --> E[确定最大允许电阻] E --> F[根据功耗约束验算] F --> G[选择标准阻值] ```
评论 8
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值