输入IO为了能够正确地读取外部信号,需要保证输入电平的稳定性。而上拉电阻则是一种可以将没被外部信号拉低的输入电平通过电阻上拉至高电平的方法。
尤其是在开关量输入,比如开关量检测时,当外部开关未接通时,输入端可能会出现悬空状态,此时上拉电阻就可以确保输入电平的稳定性。
输入信号在传输的过程中,可能会受到其他信号的干扰。而上拉电阻则可以提高输入电阻,避免外部信号通过电阻流入IC芯片内部,减小了外界干扰对信号的影响。
同时,当输入信号源内阻较大时,输入电平可能会被拉低,降低了信号的抗干扰性。这时,上拉电阻也可以在一定程度上克服这种干扰。
无论是在什么情况下,输入端都要与外部联系。有时输入端接入的还可能是复杂电路,当外界电路发送一个低电平信号到输入端时,这条信号可能会直接进入芯片内部而没有电阻来阻止它的流动。这时就可能导致输入端短路,从而影响芯片的正常工作。而上拉电阻的作用也可以避免这种情况的发生。
上拉电阻的另一个作用是节省功耗。在输入信号电平固定的情况下,IO口的电平逻辑状态取决于其接在何处。接在高电平上则输出高电平,接在低电平上则输出低电平。而当直接连接时,IO口会一直处于空开状态,不断地开关导致能量浪费,而上拉电阻可以通过消耗功耗保持其状态,从而节约电力,延长电池寿命。