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    網友發問:電路中上拉電阻有必要嗎?

    發布時間:2015-10-19 責任編輯:sherry

    【導讀】上拉電阻通過將不確定的信號來起到限流的作用。在部分電路當中,上拉電阻的作用非常重要,但這并不意味著所有的電路都需要添加上拉電阻。文本將以I2C器件AT24C02為例,對在設計中是否應該添加上拉電阻進行探討。
     
    在研究AT24C02的電路圖時,可以看到在SDA、SCL這兩個腳上接了4.4K或10K的上拉電阻,而有些則沒有添加上拉電阻。根據數據手冊來看,建議AT24C02在實際使用中添加拉電阻的。
     
    而在51單片機系統中,不添加上拉電阻并不影響使用,并且也能夠正確讀寫數據。以51單片機為例,除了P0口,另外3個口內部都有弱上拉。所以似乎外部不用再加上拉電阻也可以。但是畢竟單片機內部上拉電阻能力有限,只能微弱上拉。
     
    另外對于很多單片機,其內部有上拉電阻,但是無一例外,上拉電阻的組織是比較大的,也就是說其上拉能力有限。
     
    根據I2C總線規范,總線空閑時兩根線都必須為高:這條準則必須嚴格遵守,這是之所以規定空閑時必須為高的一個原因,如果要保持“低”,那么就不可能成為“多主”總線的。
     
    上拉電阻的問題:各個I2C接口工作時只檢測高、低電平即可,上拉電阻實際上不是十分必要。但問題是,如果直接采用電源的來實現高的話,一旦其他器件拉低就有可能發生危險。
     
    上拉電阻有保護作用。如果確信直接采用電源沒問題(比如有短路保護等),也可進行嘗試。問題的關鍵在于主器件要能正確的拉低或置高,從器件要能明確地區分高、低即可,這是問題的關鍵,另外時序問題同樣不能混亂。
     
    電阻大小的問題:這牽涉到兩方面的問題,首先是功耗的問題,其次是速度的問題,二者互相矛盾,如果想盡量提高速度,那么必然牽涉到總線電容問題。上拉電阻與總線的電容形成RC,高速時將直接影響通訊。因為總線拉高時有充電時間以及高電平的閥值,如果還沒有充電到足以保證從器件能夠識別的高電平的閥值時,主器件就以為完成了一個總線動作的話,那么通訊肯定是不能進行。
     
    如果想盡可能降低功耗,那么就要盡量增大電阻以最大可能的減小電路各部分消耗電流。從而實現整體降低功耗!但不可能無限大,否則充電時間會很成問題。
     
    本文針對電路中上拉電阻是否必要的問題進行了探討,總的來看,電路中是否需要添加上拉電阻主要需要參考實際電路設計情況,希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
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