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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”。
) x# s! g; j" X! Y这个提法基本是对的，但也不全对。下面详细加以说明。: O$ O$ `0 |! {! Q5 r: [8 Y6 K! n9 o
# X" R+ Y* E4 E) V% C管脚上拉下拉电阻设计出发点有两个：
+ ]9 v: [( ?. n1 l l; v* s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；
& X9 N( R' E' d; _% F& g" R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。
' q' I! {# G! v: [ * n2 Z, U! K$ q, g3 ?. A
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。# C* G: r8 C2 j9 n" [8 t) h
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。
& T! G% I' e( x5 f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。
- M( I; |$ F4 G% 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。
- G4 O' J" U2 _* B& B3 N 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）
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- K/ J: A- u* g! A2 ~2 e" {1 A0 u! g+ q( E
![]() ! h) L( i3 L! ^6 R$ N
% \" V- Y/ V; O3 p
: p, W- w6 X' O( Z
1 D) H5 ^; ~, |1 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：
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& s. {9 _6 l4 T: l' K' P7 i: [) kA、当I0 >= I1 + I2
$ _& j6 ^ ?+ k5 B( h- J2 Z6 u. o6 ` 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。% N& o# `3 z3 i* V J$ w
B、当I0 < I1 + I2, ]+ e! g/ y+ c' L$ M2 R/ x( y; z
I0 +I= I1 + I28 W6 W- Q8 E8 p, n2 p
U=VCC-IR6 B& i$ q5 `. ]$ K" |0 |
U>=VHmin
S% E* k$ J; E; z* H" q/ } F0 D U 由以上三式计算得出，R<=(VCC- VHmin)/I
+ T8 z1 V$ @& [4 k 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。* G& p$ h' v0 ^% o7 r+ c3 V# ]7 r
, e# _. b* C7 K2 x( H: v
当前极Vout输出低电平时，各管脚均为灌电流，则：
- G% [8 ~" i4 v; g g I’= I1’ + I2’ +I0’/ [8 P# k# o: q' G) Q
U’ =VCC-I’ R
" l3 \+ o, v. q, N$ I5 y+ ?8 a U’ <=VLmax
3 q" b8 L( \0 o% A3 M0 [以上三式可以得出：R>=(VCC- VLmax)/I’
& ^; Y" W5 x/ _! s1 u
# X z( w( ?2 y8 c u3 D 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。" q9 I* V. M! d; w6 j4 P
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; Q2 v% Z) I4 [# _0 m
. m/ }& N9 \! F 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。
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发表于 2019-1-25 16:31
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