电压的上拉电阻的作用是什么原因是什么 电路中上拉电阻的作用及原因

1、上拉电阻的作用

在数字电路中，只有电压信号的“高”和“低”两种状态。在某些情况下，需要对输入信号进行状态的定义，这需要依靠另外一个信号进行定义，从而确定这个输入信号的状态。上拉电阻的一个最基本的作用就是在数字电路输入端，将输入信号的状态进行明确的定义。

当MCU在复位状态时，IO口即使未定义输入状态，但也会有一部分的电流通过IO电路，这样会使 IO 电平无法稳定，如果此时用万用表测量将会发现IO处于未知电平。因此将 IO 清零（由输出变为输入）并加上上拉电阻后，电流将被上拉电阻【1】流过，导致端口处于高电平，达到稳定状态。

2、上拉电阻的原因

在数字电路中，采用上拉电阻将输入信号拉至高电平的原因有如下两点：

首先，像传感器、按钮这样的外部设备通过线缆与 MCU 相连时，由于线缆本身具有电容特性，如果没有上拉电阻，那这条线上的电压就会受到一定的干扰，这会导致接收到的信号出现错误。而上拉电阻的引入可以避免这种情况的发生。

其次，尽管现代 MCU 的输入电路一般都是 CMOS 结构，输入阻值达到了微欧，甚至不需上拉阻，但上拉电阻的引入不仅能提高电路的噪声抑制能力，而且与大部分外设兼容性良好。

3、上拉电阻的选型

正确的上拉电阻的选型对于电路正常工作具有重要意义。选用过小的阻值会使电流过大，从而加大功耗、产生热量，甚至导致器件损坏；选用过大的阻值会导致电路的工作速率下降，也容易受到噪声的干扰，造成信号传输异常。

因此，正确的选型应该考虑电路工作电压范围、电路所需的电流和信号传输速率等因素。一般而言，上拉电阻的阻值在4.7KΩ-100KΩ之间，既可满足电路需要，又不会对电路带来太大的压力。

4、例子分析

例如，对于一个独立按键的检测，当按键处于未按下的状态时，IO 口不通电，电平处于浮动状态；当按键按下时，IO 口接地，电平处于低电平。为避免浮动输入引起一些异常情况，可通过外部上拉电阻来保证输入口电平的稳定，从而达到更可靠的按键检测功能。