上拉电阻和下拉电阻的选型和计算

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10mA8、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。

上拉电阻的计算(2009-05-24 11:51:13)转载标签：杂谈(一)上拉电阻：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。

(二)上拉电阻阻值的选择原则包括: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(三)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。

电阻之上拉电阻与下拉电阻详解（转）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，10K欧姆的电阻是使⽤数量最多的拉电阻。

需要使⽤上拉电阻还是下拉电阻，主要取决于电路系统本⾝的需要，⽐如，对于⾼有效的使能控制信号（EN），我们希望电路系统在上电后应处于⽆效状态，则会使⽤下拉电阻。

假设这个使能信号是⽤来控制电机的，如果悬空的话，此信号线可能在上电后（或在运⾏中）受到其它噪声⼲扰⽽误触发为⾼电平，从⽽导致电机出现不期望的转动，这肯定不是我们想要的，此时可以增加⼀个下拉电阻。

⽽相应的，对于低有效的复位控制信号（RST#），我们希望上电复位后处于⽆效状态，则应使⽤上拉电阻。

⼤多数具备逻辑控制功能的芯⽚（如单⽚机、FPGA等）都会集成上拉或下拉电阻，⽤户可根据需要选择是否打开，STM32单⽚机GPIO模式即包含上拉或下拉，如下图所⽰（来⾃ST数据⼿册）：根据拉电阻的阻值⼤⼩，我们还可以分为强拉或弱拉（weak pull-up/down），芯⽚内部集成的拉电阻通常都是弱拉（电阻⽐较⼤），拉电阻越⼩则表⽰电平能⼒越强（强拉），可以抵抗外部噪声的能⼒也越强（也就是说，不期望出现的⼲扰噪声如果要更改强拉的信号电平，则需要的能量也必须相应加强），但是拉电阻越⼩则相应的功耗也越⼤，因为正常信号要改变信号线的状态也需要更多的能量，在能量消耗这⼀⽅⾯，拉电阻是绝不会有所偏颇的，如下图所⽰：对于上拉电阻R1⽽⾔，控制信号每次拉低L都会产⽣VCC/R1的电流消耗（没有上拉电阻则电流为0），相应的，对于下拉电阻R2⽽⾔，控制信号每次拉⾼H也会产⽣VCC/R2R 电流消耗（本⽂假设⾼电平即为VCC）。

三极管上拉电阻和下拉电阻
三极管上拉电阻和下拉电阻是指在三极管输入端的引脚上添加的电阻。

上拉电阻（Pull-up resistor）是连接到高电平或正电源的引脚上的电阻，用于将引脚保持在高电平状态。

这种电阻可以为输入信号提供一个默认的逻辑高电平。

下拉电阻（Pull-down resistor）则连接到低电平或负电源的引脚上，用于将引脚保持在低电平状态。

下拉电阻也可以为输入信号提供一个默认的逻辑低电平。

上拉电阻和下拉电阻通常在数字电路中使用，以确保输入引脚的电平稳定和正确识别。

它们的值通常选择合适的大小，以平衡功耗和信号响应速度。

三极管的上拉下拉电阻的选取输出端的接电源或接地的电阻叫上拉、下拉电阻，而基极电阻不叫这个名称，应该叫基极偏置电路分压电阻。

根据基极所需的偏置电压以及电源电压大小，用电阻分压公式计算Ub=Vcc*R2/（R1+R2），电阻值的大小应该在kΩ~十kΩ数量级，保证电阻上的电流比基极电流大一个数量级。

例如基极偏压需要2V，电源电压6V，取下偏置电阻10kΩ，可以算出上偏置电阻为20kΩ。

为了简便叙述，以下统一为上下拉电阻简单概括为：电源到器件引脚上的电阻叫上拉电阻，作用是平时使该引脚为高电平，地到器件引脚上的电阻叫下拉电阻，作用是平时使该引脚为低电平。

低电平在IC内部与GND相连接；高电平在IC内部与超大电阻相连接。

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用，下拉同理。

对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路，其提升电流和电压的能力是有限的，上拉和下拉电阻的主要功能是为集电极开路输出型电路提供输出电流通道。

上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流；强弱只是上拉或下拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

当IC的I/O端口，节点为高电平时，节点处和GND之间的阻抗很大，可以理解为无穷大，这个时候通过上拉电阻（如4.7K欧，10K欧电阻）接到VCC上，上拉电阻的分压几乎可以忽略不计；当I/O端口节点需要为低电平时，直接接GND就可以了，这个时候VCC与GND是通过刚才的上拉电阻（如4.7K欧，10K欧电阻）连接的，通过的电流很小，可以忽略不计。

如果单纯的想要使这个节点成为高电平，并且输出阻抗非常大，则直接接电源也无妨，但是如果单片机要使这个节点拉低，即单片机内部使节点接地，这样5V电源和地之间就短路了。

另外，当要求这个节点为高电平时，这个节点和地之间的阻抗一般非常大，如100K欧的阻抗，当上拉一个10K欧的电阻，这个点分得的电压为100K欧/（100K 10K）*5V=4.5V，这样也可以拉到高电平。

数字电路的应用中，时常会听到上拉电阻、下拉电阻这两个词，上拉电阻、下拉电阻在电路中起着稳定电路工作状恣的作用。

1．下拉电阻电路
图1-107所示是下拉电阻电路，这是数字电路中的反相器，输入端U通过下拉电阻R1接地，这样在没有高电平输入时，可以使输入端稳定地处于低电平状态，防止了可能出现的高电平干扰使反相器误动作。

如果没有下拉电阻Rl，反相器输入端悬空，为高阻抗，外界的高电平干扰很容易从输入端加入到反相器中，从而引起反相朝输出低电平方向翻转的误动作。

在接入下拉电阻R1后，电源电压为+5V时，下拉电阻Rl一般取值在100～470Ω，由于Rl阻值很小，所以将输入端的各种高电平干扰短接到地，达到抗干扰的目的。

2．上拉电阻电路
图1-108所示是上拉电阻电路，这是数字电路中的反相器，当反相器输入端U没有输入低电平时，上拉电阻R可以使反相器输入端稳
定地处于高电平状态，防止了可能出现的低电平干扰使反相器出现误动作。

如果没有上拉电阻Rl，反相器输入端悬空，KI661- KI662外界的低电平干扰很容易从输入端加入到反相器中，从而引起反相器朝输出高电平方向翻转的误动作。

在接入上拉电阻R1后，电源电压为+5V时，上拉电阻R1一般取值在4.7～10kΩ之间，上拉电阻Rl使输入端为高电平状态，没有足够的低电平融发，反相器不会翻转，达到抗干扰的目的。

上拉电阻的计算(一)上拉电阻：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。

(二)上拉电阻阻值的选择原则包括: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(三)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。

(一)上拉电阻的使用场合：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。

同時管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰（MOS器件为高输入阻抗，极容易引入外界干扰）。

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。

(二)上拉电阻阻值的选择原则包括: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。

(三)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。

上拉电阻的计算(一)上拉电阻：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。

(二)上拉电阻阻值的选择原则包括: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(三)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。

iic上拉电阻的阻值计算及选取原则
IIC（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线技术，用于
芯片之间的数据传输。

在使用IIC总线时，为了减少信号干扰
和波形失真，常需要在SDA（Data Line）和SCL（Clock Line）上添加上拉电阻。

计算IIC上拉电阻的阻值可以根据总线负载容量和信号上升时
间来确定。

选取阻值的原则是：
1. 根据总线负载容量：根据IIC总线的规范要求，总线上的最
大负载电容一般在400pF左右。

根据电容和上升时间的关系，可以计算出需求的上拉电阻阻值。

2. 根据信号上升时间：信号上升时间是数据线的悬空电容通过上拉电阻充电的时间。

一般情况下，IIC总线的上升时间要求
在1μs以下。

根据信号上升时间和电阻阻值的关系，可以计算
出适合的上拉电阻阻值。

3. 综合考虑：根据具体的应用场景和信号质量需求，可能需要权衡总线负载容量和信号上升时间两个因素，选取一个合适的上拉电阻阻值。

总的来说，IIC总线上拉电阻的阻值计算及选取原则是根据总
线负载容量和信号上升时间来确定，并综合考虑具体的应用要求。