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常见各类技术资料上，有些技术规范写道“无用的管脚不允许悬空状态，必须接上拉或下拉电阻以提供确定的工作状态”。8 M" t+ J$ V4 ?" T/ ?
这个提法基本是对的，但也不全对。下面详细加以说明。
U" a# k& y+ v% v 7 K: W4 l: u9 a' l$ Q/ B' |- U+ b$ }
管脚上拉下拉电阻设计出发点有两个：* J3 x$ e0 | p
一个是在正常工作或单一故障状态下，管脚均不应出现不定状态，如接头脱落后导致的管脚悬空；& e6 m" w- T5 v) L- p9 C) i9 g
二是从功耗的角度考虑，就是在长时间的管脚等待状态下，管脚端口的电阻上不应消耗太多电流，尤其是对电池供电设备。) G( C1 ?3 R+ Z/ b6 X
# n/ o% x+ U2 s8 i/ G+ x$ Y6 s1 h从抗扰的角度，信号端口优选上拉电阻。上拉电阻时，在待机状态下，源端输入常为高阻态，如果没有上拉电阻或下拉电阻，输入导线呈现天线效应，一旦管脚受到辐射干扰，管脚输入状态极容易被感应发生变化。所以，这个电阻是肯定要加的。下一个问题就是加上拉还是下拉。
$ J% f6 E$ L3 k% x) U如果加了下拉，在平常状态下，输入表现为低电平，但辐射干扰进来后，会通过下拉电阻泻放到地，就会发生从Low—High的一个跳变，产生误触发。相当于一个乞丐，你给了他10万元，他的生活方式就会从穷人到富人发生一个改变。$ z8 G* o( B6 k, }7 `
但如果加了上拉电阻，在平常状态下，输入表现为高电平，辐射干扰进来后，如果低也没关系，上拉电阻会将输入端钳位在高电平，如果辐射干扰强，超过了Vcc的电平，导线上的高电平干扰会通过上拉电阻泻放到Vcc上去，无论怎样干扰，都只会发生High—Higher的变化，不会产生误触发。相当于人家本来是一个富豪，你给了他10万元，他的生活方式不会发生任何的改变。* z: H7 v$ x. b1 o
图1和图2是干扰状态下的电平示意图。图2中的低电平由VL变为VL+ΔV时，产生了从低电平到高电平的跳变，有可能使后级电路误动作的风险。* S/ [/ W& s! q
下一个问题就是，确定了用上拉电阻后，是不是上拉电阻就可以随便选了呢？答案当然是“no”。（如图3）
2 w% u" L- ~$ a; L' t2 U 5 q. i4 D0 ~2 i" B8 t) u
9 U% p& ^$ k. L
![]() ' [5 c! Q1 Z- V7 S3 `
9 n2 V; s& x2 P6 X2 O7 ^6 k% j, B. N$ p" }
# w5 f4 S! z( p; f( \) e
在前极输出高电平时，Vout输出电流，U为高电平。有两种情况：+ T+ a" o \/ A6 z8 F6 B6 w
0 n0 m9 h% p) \: [A、当I0 >= I1 + I2
; G( {$ B0 C/ o9 q* d 这种情况下，RL1和RL2两个负载不会通过R取电流，因此对R阻值大小要求不高，通常4.7 KΩ<R<20 KΩ即可。此时R的主要作用是增加信号可靠性，当Vout连线松动或脱落时，抑制电路产生鞭状天线效应吸收干扰。( z/ m6 U- k6 \
B、当I0 < I1 + I2: v* g. f. N6 N& c5 A* _1 A0 ^
I0 +I= I1 + I2* O8 y1 j8 X4 o4 U) Z$ H8 v
U=VCC-IR6 m7 I5 X8 @* h% t/ s$ @$ ?
U>=VHmin* [! `2 p7 ]8 @7 {
由以上三式计算得出，R<=(VCC- VHmin)/I8 ~8 u2 }+ _$ ^: h' i& U) m
其中，I0、I1、I2都是可以从datasheet查到的，I就可以求出来，VHmin也是可以查到的。' r+ e% A/ P6 E; E+ G7 `
8 n; H K. {" d, [6 @ 当前极Vout输出低电平时，各管脚均为灌电流，则：
* W- B/ c: {% F6 X$ @+ x Y( O3 _ I’= I1’ + I2’ +I0’5 x0 x3 `+ y# L1 x; d( v
U’ =VCC-I’ R
* K5 b% `4 g1 [' @8 Z U’ <=VLmax9 \, G9 y+ @, ]( H Z( N
以上三式可以得出：R>=(VCC- VLmax)/I’
+ `. o- @ f* N/ q/ c & V/ v1 M6 h# g8 X3 r: y* ~
由以上二式计算出R的上限值和下限值，从中取一个较靠近中间状态的值即可。
% B, M, x9 [; T7 ~' } 注意，如果负载的个数大小不定的话，要按照最坏的情况计算，上限值要按负载最多的时候计算，下限值要按负载最少的计算。. J( H6 z0 P. T' G
/ @* t3 U, A7 ^5 q7 y+ o, ?. H' @
另一种选择方式是基于功耗的考虑。根据电路实际应用时，输出信号状态的频率或时间比选择。若信号Vout长期处于低电平，宜选择下拉电阻；若长期处于高电平，宜选择上拉电阻。为的是静态电流小。$ h) x) D8 o/ k
) z6 `/ |# w& k$ i/ t
+ N) S( \, D& P8 u" T# R: y |
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发表于 2019-1-25 16:31
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