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输入端为什么接上拉电阻 为何要在输入端接上拉电阻?

1、提高输入信号的稳定性

当我们连接一个输入信号到单片机的输入端时,如果该信号来自外部元件如传感器,可能会受到噪声等不稳定因素的影响。通过在输入端接上拉电阻,可以将输入信号稳定在一个已知电位上,防止信号因受到干扰而发生破坏,从而提高了输入信号的稳定性。

在单片机的输入端加上拉电阻,可以将该端点的电势固定在一个确定的电平,使输入端口缓慢地向外扩散。当没有从输入端口输入信号时,输入端点电压为高电平。在输入端口上接上未连接的电线时,输入端点电压也是高电平。

如果在连接到单片机的输入端上接入一个按钮开关,如果没有外部电压输入,输入端点电压为高电平,如果按下按钮,则电位从高电平被拉到低电平,单片机也可以监测到电平变化,并做出相应的处理。

2、避免无效信号

电子元器件在运行过程中,输入端可能会出现悬空的状态,即无有效信号输入。这种情况下,输入端可能会受到外来信号的干扰,导致不可预料的结果。如果在输入端接上拉电阻,可以将输入端点的电势固定在一个确定的电平,从而避免无效信号的干扰。

一些单片机的输入传输线路需要一个稳定的高或低电平,如果没有电平的话,就会失效或者产生轮廓线问题。一个典型的解决方案是,将输入端点连接到Vcc或者GND。这时候,只有外部电路中有一个悬空输入信号,电势才会出现反向悬空。这时候,它被迫为一侧逻辑电平,从而与其它信号一样,避免了干扰问题。

3、减小输入滞后

在单片机的输入端接上拉电阻,会减小输入滞后,进而可以达到提高相应的信号处理速度的效果。如果将单片机的输入端连接到电压源,那么连接电路的时候会有一个约10nF的电容。这个电容会导致输入信号滞后,这种情况下在输入端加上适当的电阻,可以减小输入滞后,从而提高单片机对信号的处理速度。

大的输入电容被存储在输入线中,这会导致电压的变化必须先充电或放电电容。快速变化的信号会导致输入信号侧输出信号延时。通过加上一个能够对输入电容进行放电的电阻,可以加速输入电容的放电过程,从而减小了输入滞后,提高单片机对信号的处理速度。

4、防止输入干涉

当我们将一个输入端连接到一个更高电位上的电路上时,如果两个电路之间没有隔离,就会影响对电路的输入采集。此时,一些微小的电信号会通过电路的连接线穿透到一个电路,从而影响该电路的输入。如果在输入端加上一个拉电阻,会将输入端的电势固定在一个固定电位上,从而避免了不同电路之间信号的相互干扰。

在一个数字电路中,一个输入端可能会对应着多个内部逻辑接口。如果同时启动多个内部逻辑电路以处理输入信号,这个输入信号就会被多路输入电路共享。而这个共享可能会导致电路性能下降,如共享驱动电路顺序limiting,共通的读取电路接口和多路计数器共享了与输入对应的电路。这种情况下,加上一个适当的拉电阻,可以避免内部多路电路对输入信号的干扰。

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