关于上拉电阻的疑惑

dpxiachixx · 发表于 2021-3-10 11:33

本帖最后由 dpxiachixx 于 2021-4-8 15:08 编辑

当引脚设置为输入（INPUT）模式时，引脚为高阻抗状态（100兆欧）。此时该引脚可用于读取传感器信号或开关信号。
我理解上拉和下拉电阻相当于给了个“默认值”，目前也知道它是怎么应用的，但是背后的原理搞不明白，查了好多资料，还是没完全理解我试过在开关打开状态下，去掉这个上拉电阻，这时引脚2依然可以读到高电平（这样可能会因为电流过大，烧坏引脚2），目前也理解了这个电阻有限流作用
下面是未理解的部分
1、当开关闭合时，为什么高电平状态就读不到了？这是什么原理？
2、下拉电阻模式，开关闭合时，否算相当于5V直接连引脚2？（大概率“否”），为啥？

求有耐心的大神，别嫌弃新手的蠢问题，给科普一下
问题已经解决，谢谢各位大佬！！！

dpxiachixx · 发表于 2021-3-12 10:49

shouzama 发表于 2021-3-11 00:55
圖一是上拉(PULL HIGH)
當開關ON時,從 5V~GND 產生了一個回路,限流電阻被視為這個回路中唯一的負載,
依電 ...

圖一是上拉(PULL HIGH)
當開關ON時,從 5V~GND 產生了一個回路,限流電阻被視為這個回路中唯一的負載,
依電學基本公式計算,5V 電壓全降在 10K 電阻上,電流 I=V/R=5/10000=0.0005A=0.5mA;
電壓降 V=I*R=0.0005*10000=5V;電阻消耗功率 P=V*I=5*0.5=2.5mW。

那試問,當 5V 電壓全降在電阻上,也就是電阻的一端是5V、另一端是 GND,
PIO 2 能讀到 5V(HIGH)才是奇蹟了不是嗎?

而當開關OFF時,若 PIO 被定義為 INPUT,則它會處於高輸入阻抗狀態,
通常可視為【開路】,,這時電阻一端為 5V,因為【未構成回路沒有電流流過】,
電壓降視為 0V,因此電阻的另一端依然是 5V(HIGH)

因為在開關OFF時,PIO 會常時讀到 HIGH 電壓,故這種電路叫 PULL HIGH;
反之,圖二叫 PULL LOW,運作原理大致相同,就不再贅述了
图1，上拉电阻，开关OFF时
在这个状态下，我用万用表测试电阻两端的电压，结果是0V，所以困惑了很久，感谢这位老师的耐心解释。
之前我一直以为开关OFF时，电流会从5V流向PIO....因为我对「开路」这个概念给忘光了。。。
这就去补一下电路基础知识,非常感谢8楼这位老师的耐心解释！感恩！

vincesketch · 发表于 2021-3-10 13:23

你知道电位吗

dpxiachixx · 发表于 2021-3-10 14:12

本帖最后由 dpxiachixx 于 2021-3-10 14:20 编辑

电位是指该点与指定的零电位的电压大小差距。电压就是指电路中的两点的电位的大小差距，就是电压。
电压和电位的联系：a.b两点间的电压=a点的电位-b点的电位，即：Uab=φa-φb

zhaoxuano · 发表于 2021-3-10 15:37

楼主可以去b站看看太极创客入门课程，这里不方便贴链接可以自己去找找

dpxiachixx · 发表于 2021-3-10 15:43

zhaoxuano 发表于 2021-3-10 15:37
楼主可以去b站看看太极创客入门课程，这里不方便贴链接可以自己去找找 ...

兄台，我就是看的那个，刚才我描述了，目前我知道“拉阻”怎么使用，但是教程里没解释这是什么原理，，我有强迫症哈，问了好多人，都跟我一样，知道怎么用，但是说不清里面的原理，我觉得刚才2楼的兄弟可能能从“电位”角度解释清楚

dpxiachixx · 发表于 2021-3-10 15:44

vincesketch 发表于 2021-3-10 13:23
你知道电位吗

不清楚引脚12进入INPUT模式后，电位有多少，电位的概念我查过了，

sangshu · 发表于 2021-3-10 18:48

是的，就是这样。

shouzama · 发表于 2021-3-11 00:55

本帖最后由 shouzama 于 2021-3-11 07:13 编辑

下面是未理解的部分
1、當開關閉合時，為什麼高電平狀態就讀不到了？這是什麼原理？
2、下拉電阻模式，開關閉合時，否算相當於5V直接連引腳2？（大概率“否”），為啥？

圖一是上拉(PULL HIGH)
當開關ON時,從 5V~GND 產生了一個回路,限流電阻被視為這個回路中唯一的負載,
依電學基本公式計算,5V 電壓全降在 10K 電阻上,電流 I=V/R=5/10000=0.0005A=0.5mA;
電壓降 V=I*R=0.0005*10000=5V;電阻消耗功率 P=V*I=5*0.5=2.5mW。

那試問,當 5V 電壓全降在電阻上,也就是電阻的一端是5V、另一端是 GND,
PIO 2 能讀到 5V(HIGH)才是奇蹟了不是嗎?

而當開關OFF時,若 PIO 被定義為 INPUT,則它會處於高輸入阻抗狀態,
通常可視為開路,,這時電阻一端為 5V,因為未構成回路沒有電流流過,
電壓降視為 0V,因此電阻的另一端依然是 5V(HIGH)

因為在開關OFF時,PIO 會常時讀到 HIGH 電壓,故這種電路叫 PULL HIGH;
反之,圖二叫 PULL LOW,運作原理大致相同,就不再贅述了

vincesketch · 发表于 2021-3-11 08:24

dpxiachixx 发表于 2021-3-10 15:44
不清楚引脚12进入INPUT模式后，电位有多少，电位的概念我查过了，

8楼说的很好了！补充关键一点，在没有内部上拉/下拉的前提下，input模式的IO口属于高阻态，分析时可以看做开路。stm32里这个叫浮空输入，这个名字很形象，就是说IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定

zhen8 · 发表于 2021-3-11 09:15

节点电流定律，节点电压定律，从旁边理解，去看看这两个

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