内部上拉电阻,简称上拉电阻,是指在单片集成电路中,设计者已经预先添加好的一个电阻,用来将输入端或输出端固定在一个已知的电平上,实际上就是将电路引脚的电位提高到高电平的一段知名电阻。
既然被称为内部上拉电阻,显然还存在外部上拉电阻,总体来说这两者实现的方法一致,唯一的区别就是内部上拉电阻是由集成电路制造厂家自主设计加入,而外部上拉电阻则需要系统工程师在设计电路时外加。
内部上拉电阻可以用于很多场合,其中最常见的就是在单片机中的IO口上。在单片机中,IO口可以被设置为输入模式或输出模式,如果一个IO口没有连接到任何外设,或者连接的外设是一个高阻抗的器件,那么这个IO口就是一个悬空状态,在这种情况下,IO口可能会发生瞬间的干扰,导致系统不稳定,这时候就需要内部上拉电阻来将IO口固定在一个已知的电平上,保证系统的稳定性。
此外,内部上拉电阻还可以用于控制电路的初始状态,比如开关、复位端等,将其状态固定在合适的电平上。
在使用内部上拉电阻时,需要按照具体的集成电路的数据手册来进行设置。以常见的51系列单片机为例,设置一个IO口为输入状态下拉需要通过写入相应的控制寄存器来完成,具体步骤如下:
1、将目标IO口的方向设置为输入模式。
2、设置端口所在的寄存器,打开内部上拉电阻开关。
3、读取端口电平。
当然,不同的集成电路具体步骤会有所不同,需要具体根据数据手册来进行设置。
前文曾提到,内部上拉电阻与外部上拉电阻的功能是一致的,那么这两者有什么区别呢?主要有以下几点:
1、成本:内部上拉电阻不需要外加元器件,成本更低。
2、稳定性:内部上拉电阻与单片机芯片之间的电阻是确定的,因此具有更高的稳定性,外部上拉电阻则可能受到环境因素等影响。
3、电路布局:内部上拉电阻不需要再布局时考虑,而外部上拉电阻需要预留空间并考虑布局。