Микроконтроллер в любом Встроенная система использует сигналы ввода / вывода для связи с внешними устройствами. Самая простая форма ввода-вывода обычно обозначается как GPIO (универсальный ввод-вывод). Когда уровень напряжения GPIO низкий, то он находится в состоянии высокого или высокого импеданса, тогда используются подтягивающие и понижающие резисторы, чтобы гарантировать, что GPIO всегда находится в допустимом состоянии. Обычно GPIO размещается на микроконтроллер как ввод / вывод. В качестве входа вывод микроконтроллера может принимать одно из следующих состояний: высокий, низкий, плавающий или высокий импеданс. Когда I / P управляется выше верхнего порога i / p, это логическая единица. Когда I / P приводится ниже I / P, который является нижним порогом, на входе устанавливается логический 0. Когда в плавающем или состояние высокого импеданса, уровень I / P не является постоянно высоким или низким. Чтобы гарантировать, что значения I / P всегда находятся в известном состоянии, используются подтягивающие и понижающие резисторы. Основная функция подтягивающих и понижающих резисторов заключается в том, что подтягивающий резистор переводит сигнал в высокое состояние. если на нем не установлен низкий уровень, а понижающий резистор переводит сигнал в состояние низкого уровня, если только он не установлен на высокий уровень.
Подтягивающие и понижающие резисторы
Что такое резистор?
Резистор - наиболее часто используемый компонент во многих электронные схемы и электронные устройства. Основная функция резистора заключается в том, что он ограничивает прохождение тока к другим компонентам. Резистор работает по принципу закона Ома, который гласит, что рассеивание происходит за счет сопротивления. Единица измерения сопротивления - ом, а символ ом показывает сопротивление в цепи. Есть многочисленные типы резисторов доступны на рынке с различными размерами и рейтингом. Это металлопленочные резисторы, тонкопленочные резисторы и толстопленочные резисторы, резисторы с проволочной обмоткой, сетевые резисторы, поверхностные резисторы, монтажные резисторы, переменные резисторы и специальные резисторы.
Резистор
Рассмотрим два последовательно соединенных резистора, тогда один и тот же ток I течет через два резистора, и направление тока указано стрелкой. Когда два резистора соединены параллельно, падение потенциала V на двух резисторах равно одно и тоже.
Подтягивающие резисторы
Подтягивающие резисторы - это простые резисторы с фиксированным номиналом, которые подключаются между источником напряжения и конкретным выводом. Эти резисторы используются в цифровые логические схемы для обеспечения логического уровня на выводе, что приводит к состоянию, в котором входное / выходное напряжение является несуществующим управляющим сигналом. Цифровые логические схемы состоят из трех состояний: высокого, низкого, плавающего или высокого импеданса. Когда вывод не подтягивается к низкому или высокому логическому уровню, возникает состояние высокого импеданса. Эти резисторы используются для решения проблемы микроконтроллера, переводя значение в высокое состояние, как показано на рисунке. Когда переключатель разомкнут, вход микроконтроллера будет плавающим и отключится только тогда, когда переключатель замкнут. Типичное значение подтягивающего резистора составляет 4,7 кОм, но оно может меняться в зависимости от применения.
Подтягивающий резистор
Схема затвора NAND с использованием подтягивающего резистора
В этом проекте подтягивающий резистор подключен к цепи логической микросхемы. Эти схемы - лучшие схемы для проверки подтягивающих резисторов. Схемы логической микросхемы работают на основе сигналов низкого или высокого уровня. В этом проекте вентиль NAND взят в качестве примера логической микросхемы. Основная функция логического элемента И-НЕ состоит в том, что когда любой из входных элементов логического элемента И-НЕ имеет низкий уровень, тогда выходной сигнал высокий. Таким же образом, когда на входах логического элемента И-НЕ высокий уровень, выходной сигнал низкий.
Необходимыми компонентами для схемы затвора И, использующей понижающие резисторы, являются микросхема затвора И-НЕ (4011), резисторы-2 10 кОм, кнопки-2, резистор 330 Ом и светодиод.
- Каждый вентиль И-НЕ состоит из двух выводов ввода / вывода и одного вывода вывода / вывода.
- Две кнопки используются как входы для логического элемента AND.
- Значение подтягивающего резистора составляет 10 кОм, а остальные компоненты - резистор 330 Ом и светодиод. Резистор 330 Ом включен последовательно для ограничения тока светодиода.
Принципиальная схема логического элемента И-НЕ, использующего 2 понижающих резистора на входах / выходах логического элемента И-НЕ, показана ниже.
Схема затвора NAND с использованием подтягивающего резистора
В этой схеме для подачи питания на микросхему на нее подается напряжение 5 В. Итак, на вывод 14 подается + 5В, а вывод 7 соединяется с землей. Подтягивающие резисторы подключены к входам логического элемента И-НЕ. Подтягивающий резистор подключен к первому входу затвора И-НЕ и положительному напряжению. Кнопка подключена к GND. Когда кнопка не нажата, вход логического элемента И-НЕ высокий. Когда кнопка нажата, вход логического элемента И-НЕ низкий. Для логического элемента И-НЕ оба входа / выхода должны быть низкими, чтобы получить высокий выходной сигнал. Для работы схемы совы необходимо нажать обе кнопки. Это показывает большую полезность подтягивающих резисторов.
Понижающие резисторы
Как подтягивающие резисторы, так и подтягивающие резисторы работают таким же образом. Но они тянут штифт до низкого значения. Понижающие резисторы подключаются между конкретным выводом микроконтроллера и клеммой заземления. Примером понижающего резистора является цифровая схема, показанная на рисунке ниже. Переключатель подключен между VCC и выводом микроконтроллера. Когда переключатель замкнут в цепи, вход микроконтроллера - логическая 1, но когда переключатель разомкнут в цепи, понижающий резистор понижает входное напряжение до земли (логический 0 или низкое логическое значение). Понижающий резистор должен иметь более высокое сопротивление, чем импеданс логической схемы.
Понижающий резистор
И схема затвора с использованием понижающего резистора
В этом проекте понижающий резистор подключен к цепи логической микросхемы. Эти схемы - лучшие схемы для проверки понижающих резисторов. Схемы логической микросхемы работают на основе сигналов низкого или высокого уровня. В этом проекте логический элемент И взят в качестве примера логической микросхемы. Основная функция логического элемента И заключается в том, что когда оба входа логического элемента И имеют высокий уровень, тогда выходной сигнал высокий. Точно так же, когда на входе логического элемента И низкий уровень, выходной сигнал низкий.
Необходимыми компонентами для схемы затвора И с использованием понижающих резисторов являются микросхема затвора И (SN7408), резисторы-2 10 кОм, кнопки-2, резистор 330 Ом и светодиод.
- Каждый вентиль AND состоит из двух I / P и одного O / P
- Две кнопки используются как входы для логического элемента AND.
- Сопротивление понижающего резистора составляет 10 кОм, а остальные компоненты - резистор 330 Ом и светодиод. Резистор 330 Ом включен последовательно для ограничения тока светодиода.
Принципиальная схема логического элемента И, использующего 2-понижающие резисторы на входах / выходах логического элемента И, показана ниже.
И схема затвора с использованием понижающего резистора
В этой схеме для подачи питания на микросхему на нее подается напряжение 5 В. Итак, на вывод 14 подается + 5В, а на вывод 7 выводится земля. Понижающие резисторы подключены к входам логического элемента И. Один понижающий резистор подключается к первому входу логического элемента И. Кнопка подключается к положительному напряжению, а затем понижающий резистор подключается к GND. Если кнопка не нажата, вход логического элемента И будет низким. Если кнопка нажата, вход логического элемента И будет высоким. Для элемента И оба входа / выхода должны быть высокими, чтобы получить высокий выход. Чтобы схема совы заработала, вы должны нажать обе кнопки. Это показывает большую полезность понижающих резисторов.
Применение подтягивающих и понижающих резисторов
- Подтягивающие и понижающие резисторы часто используются в сопрягающие устройства как подключение переключателя к микроконтроллеру.
- Большинство микроконтроллеров имеют встроенные программируемые подтягивающие / понижающие резисторы, поэтому возможно прямое сопряжение переключателя с микроконтроллером.
- Обычно подтягивающие резисторы используются чаще, чем понижающие, хотя некоторые семейства микроконтроллеров имеют как повышающие, так и понижающие резисторы.
- Эти резисторы часто используются в Аналого-цифровые преобразователи для обеспечения контролируемого потока тока в резистивный датчик
- Подтягивающие и понижающие резисторы используются в шине протокола I2C, при этом подтягивающие резисторы используются, чтобы позволить одному выводу действовать как I / P или O / P.
- Когда он не подключен к шине протокола I2C, контакт находится в состоянии высокого импеданса. Понижающие резисторы также используются для выходов, чтобы обеспечить известный O / P.
Таким образом, это все о работе и разнице между подтягивающими и понижающими резисторами на практическом примере. Мы полагаем, что вы получили лучшее представление об этой концепции. Кроме того, по любым вопросам, касающимся этой статьи или Электронные проекты , вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.
