Уточнення резистора, що підтягується

12

Я зовсім новачок в електроніці і мені важко зрозуміти принцип "підтягуючого резистора". Я прочитав багато статей про це, і думаю, що це мені вдалося, але я не впевнений на 100%, тому у мене є питання. У цій статті після першого зображення написано:

Після натискання кнопки миттєвого підключення він підключає штифт вводу / виводу до Vcc, і мікроконтролер зареєструє вхід як високий.

Але я цього не розумію. Де VCC? З того, що я бачу, на цій схемі немає джерела живлення, просто мікроконтролер, підключений до кнопки, яка одночасно є заземленою, так як взагалі може бути напруга в цій схемі?

pullup

— ssougnez
джерело

Я думаю, що вони посилаються на зображення 2 і 3, коли згадують про Vcc, ці зображення мають VCC.

— axk

2

Пам'ятайте, що U1 - це логічний затвор, який передбачає підключення живлення та заземлення на фактичному ІМС. Вони не намальовані для спрощення схеми.

— Ryan Griggs

5

Я б сказав, що це помилка в статті. Після натискання кнопки він підключає вхід затвора до GND, а не до Vcc.

— Євген Ш.

Я погоджуюся з Євгенієм, це паршива стаття. Знайдіть краще джерело.

— труба

2

Схоже, автор цього документу, можливо, передумав між створенням малюнка та написанням тексту. Слід сказати "... штифт вводу / виводу до Ground, і ворота NOT зареєструє вхід як" низький ". Весь цей пункт, як правило, заплутаний

— Пітер Беннетт

32

Стаття здається досить заплутаною: текст і цифри не збігаються. Я спробую представити тут ті ж три схеми, що і там, з надією, більш відповідне пояснення.

Припустимо, що U1 - це ваш мікроконтролер, а P1 - штифт вводу / виводу, налаштований як вхід. (Дійсно, це можуть бути будь-які логічні ворота.) Інші підключення до U1 не такі актуальні, тому не зображені, але припускаємо, що він має підключення до електроживлення та інші необхідні потреби.

(1) Якщо натиснути кнопку, порт P1 підключений до землі та відчує низький логічний рівень. Але коли кнопка відпущена, порт ніде не підключений, а плаває . Немає певної напруги, тому навіть незначний шум може призвести до переходу цифрового входу від одного значення до іншого. Це також може коливатися і викликати збільшення споживання електроенергії. Не добре.

(2) Тепер, коли кнопку не натискати, порт відчує високий рівень, оскільки він підключений безпосередньо до Vcc. Але якщо натиснути кнопку, Vcc коротко замикається на землю, і джерело живлення, ймовірно, згорить і загине. Навіть гірше.

(3) Тут, якщо кнопку не натиснути, порт знову відчує високий логічний рівень: він підтягується високо через резистор. (Немає втрат напруги над резистором, оскільки імпеданс цифрового входу дуже високий, а тому струм до порту приблизно дорівнює нулю.)

При натисканні кнопки порт підключається безпосередньо до землі, тому він відчуває низький рівень. Тепер струм буде протікати від Vcc до землі, але резистор обмежить його чимось розумним. Це добре.

У цій схемі стиснута кнопка читає як високе значення (1), а натиснута кнопка читає як низьке (0). Це називається активно-низькою логікою. Поміняючи резистор і перемикач, це переверне так, щоб нестиснута кнопка читалася як низька (0), а натиснута кнопка - висока (1). ( активна-висока логіка.)

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

— ілкака
джерело

Я думаю, що це хороше пояснення для початківця з електроніки, щоб зрозуміти тему. +1 для діаграми та простої мови.

— Марк Ч.

Отже, якщо я вас правильно зрозумів, я нехтував тим, що U1 насправді підключений до Vcc, тому чому в першій схемі, якщо натиснути кнопку, струм може пройти? Друге питання, коли ви в пункті 3 говорите, що "але оскільки вхідний опір цифрового порту вводу / виводу досить високий, це не має значення", ви маєте на увазі, що 0 струм взагалі піде на P1 або струм настільки малий (через опір вводу), що він буде майже дорівнює 0 => низький рівень? Дякую за приємне пояснення все одно! Я позначаю вашу публікацію як відповідь через схеми :-p

— ssougnez

1

"може не мати сенсу" ... Ми говоримо, що вхід може "плавати", і меандрувати через низку потенціалів. Підтягуючий резистор підводить вхід "високо". NB. струм не має значення (так він малий), тільки напруга. Речі стають трохи складнішими для ланцюгів за умови "перегонів".

— mckenzm

@mckenzm я отримую це зараз. І ви сказали, що важлива напруга, тож це означає, що шум в оточенні може створити напругу, достатньо високу, щоб поставити ворота у високий стан?

— ssougnez

Або просто процес виготовлення, це дуже часто для вбудованих чіпів на кредитних картках зараз. У читачів є підтягуючі резистори. Це час від часу провал.

— mckenzm

11

Підтягуючий або висувний резистор "утримує" вхід на певному рівні, коли немає вводу на штифт, замість того, щоб вхід плавав.

Якщо ви розглядаєте малюнок 1 на своєму кресленні, відкриття вимикача не забезпечує електричного з'єднання з штифтом, таким чином, дозволяючи бродячим перешкодам, внутрішнім витокам тощо впливати на напругу вхідного штифта. Ці зовнішні впливи можуть спричинити інтерпретацію вхідного сигналу як коливаюче значення, викликаючи небажані коливання або несподівані виходи.

Отже, щоб утримувати штифт у "відомому" стані, його потрібно завжди підключати або до VCC, або до GND. Дивіться малюнок 2. Однак є проблема: якщо ви підключите штифт до VCC, щоб утримувати його у високому стані, потім підключіть свій перемикач до GND і натисніть перемикач, ви створюєте прямий короткий! Ви або підірвете запобіжник, пошкодите джерело живлення, щось спалите тощо.

Тож замість підключення входу безпосередньо до VCC або GND, ви можете підключити вхід через резистор, що піднімається / висувається. На малюнку 3 вони використовують підтягуючий резистор, підключаючи вхід до VCC.

Коли на штифті немає іншого входу, через резистор, що піднімається, протікає майже нульовий струм. Тож падіння напруги в ньому дуже мало. Це дозволяє бачити всю напругу VCC на вхідному штифті. Іншими словами, вхідний штифт утримується "високо".

Коли ваш комутатор закритий, вхідний і підтягуючий резистор підключаються до GND. Деякий струм починає текти через підтягування. Але оскільки це набагато більший опір, ніж провід, що веде до GND, майже всі напруги падають на резистор, що підтягується, через що на вхідному штифті присутні ~ 0 вольт.

Ви вибрали б відносно велике значення резистора для обмеження поточного струму до розумного значення, але не надто високого, щоб перевищити внутрішній опір входу.

Підтягуючі резистори дозволяють утримувати вхід у відомому стані, коли немає входу, але все ж надають вам гнучкість для введення сигналу без створення короткого.

— Райан Гріггс
джерело

Дякую за це пояснення, це дійсно зрозуміло. У мене було багато відповідей на цю тему, і, на жаль, я можу вибрати лише одну як прийняту відповідь. Я вибрав інший із-за його схематичності, але ваша також дуже зрозуміла. Я це схвалив.

— ssougnez

6

Стаття заплутана, але ось суть. Інвертор має високий вхідний опір, і його не слід залишати плаваючим, оскільки це може припустити логіку 0 або логіку 1 або коливатися між ними.

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

(a) Без підтягування нам потрібен перемикач для перемикання між Vss і GND (земля). Таке розташування перемикає вхід твердо так чи інакше, але є проблема під час зміни контактів комутатора, коли вхід миттєво пливе. Це може призвести до коливань, наприклад, при наявності електромагнітних перешкод (EMI).
(b) вирішує дві задачі: він використовує більш простий перемикач і за відсутності замикання вимикача вхід піднімається високо. Коли перемикач закритий, вхід знижується.
(c) показує те саме розташування в зворотному напрямку. Перемикач відкритого тягне низько.

Розташування в (b) зустрічається частіше, оскільки у багатьох логічних логічних пристроїв є внутрішні підтягуючі резистори, що призводить до меншої кількості компонентів та площі друкованої плати при використанні цього розташування.

Зауважимо, що потужність і земля передбачаються в багатьох схемах. Наприклад, у випадку логічних воріт, існує загальний Vss і заземлений зв'язок для 2, 4 або 6 логічних воріт. Не було б сенсу показувати їх для кожного затвора, тому вони передбачаються або показуються окремо разом із супутніми конденсаторами для роз'єднання в інших місцях на схемі.

— Транзистор
джерело

Дякую за цю приємну відповідь. У мене є питання про щось, що ви сказали. "Розташування в (b) частіше зустрічається як ...". Хіба це не "проблема" мати підтягуючий резистор замість розсувного? Дійсно, підтягувальний пристрій завжди буде проводити струм, поки кнопка не буде натиснута, і ми можемо припустити, що більшу частину часу кнопку не натискають, тому це означатиме, що схема буде проводити струм, поки вона неактивна.

— ssougnez

@ssougnez: Замість того, щоб публікувати запитання як коментарі, зазвичай краще розміщувати питання як нові нові запитання верхнього рівня - або на них уже відповіли на електронних пристроях.stackexchange.com/questions/113009/… або electronics.stackexchange.com/ питання / 254037 /… ?

— davidcary

@ssougnez Будь-який резистор буде забирати, скільки сильних струмів втягує. І струм буде виведений, коли перемикач закритий, знову ж, скільки б вхід не тягнув. Це залежить, як виглядає вхідна схема.

— Девід Шварц

@ssougnez: Дещо це пов'язано з історичних причин. Наприклад, входи на TTL- мікросхемах не виводили струму, коли плаваючи високо. Потягуючи низький, виводили деяку течію. Це означало, що витягнути низький при потребі було більш енергоефективно. Сучасні конструкції використовують входи на основі FET, які мають однаковий вхідний опір, коли високий або низький, тому це не має ніякої різниці. Взагалі простіше і виразніше переключитися на землю, ніж перейти на позитивне живлення - особливо, коли задіяні змішані напруги напруги.

— Транзистор

4

Ну, це НЕ ворота, тому я гадаю, що ми маємо уявити штифт вводу / виводу, підключений там, де цей світлодіод невірно показаний без резистора серії. Коли ви підключаєте вхід до землі, вихід повинен переходити до Vcc (що також може називатися Vdd, це вже інша історія).

Досить нормально не показувати шпильки живлення на логічних воротах. Це просто для зменшення безладу в схемі. Зауважте, що контактний шнур живлення на логічному вороті також не показаний.

Це стає трохи заплутаним (приховуючи штифти), коли у вас на одній платі змішані логічні напруги, такі як 1,8, 3,3 і 5 В, тому я зазвичай цього не роблю сам, але це врятувало купу безладу в дні халкіона коли все бігало від 5В.

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

— Спехро Пефаній
джерело

Чи можливо, це не надто багато просити показати мені повний приклад цієї схеми? Я хотів би мати можливість візуально візуалізувати схему без підтягуючого резистора, щоб також можна було бачити глобальну картину. Спасибі

— ssougnez

Див. Редагування. Спрощена внутрішня частина інвертора (як правило, більше транзисторів для буферизації та хоча б деяких захисних діодів). Вхід буде плавати навколо, коли перемикач не натискається, але при його натисканні вихід, безумовно, високий (M1 увімкнено, а M2 вимкнено).

— Spehro Pefhany

Чи не буде порт вводу / виводу праворуч у вашій схемі тягнути до якогось відомого напруги через світлодіод, а не насправді плавати? Я думаю, що стаття посилається на вхід NOT воріт, коли на ньому написано "I / O pin". У тексті після малюнка 1 він просто плутає Vcc з наземним GND. Після малюнка 2 вони знову є правильним шляхом.

— ilkkachu

Ні, світлодіод не вплине на напругу, достатньо для того, щоб турбуватися (все одно це буде логіка 1 або логіка 0). Як я вже говорив спочатку, я не думаю, що це стосується вводу NOT gate. Це не мікроконтролер, і це лише вхід, не введення-виведення, але насправді сторінка не все зрозуміла для початківця.

— Spehro Pefhany

Дякую, тепер зрозуміліше завдяки вашій відповіді та всім іншим. Я підтримав вашу ;-)

— ssougnez

2

Підтягуючий або висувний резистор призначений для фіксації логічного рівня (0 у GND або 1 у VCC). Резистор має більший опір, ніж кнопка. При натисканні на кнопку рівень може змінюватися (якщо проводна корекція).

"Не ворота", що представляють MCU на малюнках, є дуже елементарним, і автор заборонив постачання VCC. Зрозуміло, на малюнках 2 і 3 Vcc присутній і добре пов'язаний.

Вибраний вами сенс пояснював логіку "активного високого рівня". Той, що відповідає фігурі 1, є

Використовуючи підтягуючий резистор, штифт вводу / виводу зазвичай бачить логіку високою, а при натисканні кнопки - низький

— Жульєн
джерело

1

Оскільки плаваючі входи на CMOS можуть просочуватися до помилкових рівнів входу, схильні до уникнення шуму, або прихований підтягувач входу R у вхідному вході UC з перемиканням на землю, або зовнішній зсув R на одну рейку подачі Vdd або Vss і перехід на протилежну рейку.

— Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75
джерело