硬件知识整理part3--电阻在单片机系统中的应用

邦有道，如矢；邦无道，如矢。  --孔子

电阻在电路中主要功能是限流和分压等等。在单片机系统中自然也是。

电阻作为限流应该是最常用的应用之一，对于单片机外围设计来说，电阻的应用非常重要，在很多时候，我们必须在单片机的I/O端口上连接一个限流电阻，保证外围电路不会应用短路、过载等原因烧坏单片机的I/O端口，甚至整个单片机。对于怎么选择一个合适的限流电阻？那就使用到了我们的欧姆定律了，并且计算后多留出一些电阻裕量。

在看一些元器件的DATASHEET文件时，经常会碰到元器件的参数，IOL,IOH,IIL,IIH。例如说： IOL=1.5MA;     IOH=-300UAIIL=-100UA;    IIH=10UA。那么其中 IOL和IOH表示输出为低、高电平时的电流值，同样-号表示从器件流出的电流。

对于单片机系统中，处理使用到了限流电阻外，那么上下拉电阻的使用也是很多的。

首先我从功能上描述一下上拉电阻和下拉电阻。上拉是对器件输入电流，下拉是输出电流；强弱只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

在单片机硬件系统中会有些数字电路。所以在数字电路中会存在集电极或者漏极开路输出电路。由于这种电路需要配合上拉电阻来给集电极或者漏极提供电流通路，所以在这种电路中需要加入上拉电阻。如果不加入上拉电阻，那么该电路只能输出低电平。举个例子，89C51系列中的P1并行口中内部结构就是漏极开路输出，所以用P1口时必须加上上拉电阻，不然不能输出高电平。

那么在单片机系统中我们怎么保持IO口端口电平的固定呢？当然是用上拉电阻和下拉电阻了。如下图：

对于按键输入来说，在没有按下按键时，如果单片机该端口没有上拉电阻的存在，单片机端口将处于悬乎状态，没有确定电平。这样单片机很有可能误判这个端口中信号的值。所以加入上拉电阻时，在没有按键时，单片机端口保持高电平，有按键时，单片机端口将输入低电平。下拉电阻的作用和它类似，只是让端口电压保持在低电平状态中。

注：本博文很多内容我学习并粘贴于玩转单片机公众号推文《基础电路设计知识：电阻、电容、电感、二极管、三极管、mos管！》中。

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