풀업 저항 설명

저는 전자 제품을 처음 접했고 "풀업 저항"원리를 이해하는데 어려움을 겪고 있습니다. 나는 그것에 대해 많은 기사를 읽었으며 그것을 가지고 있다고 생각하지만 100 % 확실하지 않으므로 질문이 있습니다. 에서 이 문서 의 첫 번째 이미지 후에는 말한다 :

순간 버튼을 누르면 I / O 핀을 Vcc에 연결하고 마이크로 컨트롤러는 입력을 하이로 등록합니다.

그러나 나는 그것을 얻지 못한다. VCC는 어디에 있습니까? 내가 볼 수 있듯이이 스키마에는 전원이 없으며 접지에 연결된 버튼에 연결된 마이크로 컨트롤러만이 회로에 전압이 어떻게 존재할 수 있습니까?

기사가 매우 혼란스러워 보입니다. 텍스트와 그림이 일치하지 않습니다. 나는 여기에 동일한 세 가지 회로도를 제시하려고 노력할 것입니다.

U1이 마이크로 컨트롤러이고 P1이 입력으로 구성된 I / O 핀이라고 가정합니다. (실제로 논리 게이트 일 수 있습니다.) U1에 대한 다른 연결은 관련이 없기 때문에 그림이 아니지만 전원 연결 및 기타 필수 요소가 있다고 가정합니다.

(1) 버튼을 누르면 포트 P1이 접지에 연결되고 로직 레벨이 낮습니다. 그러나 버튼을 놓으면 포트가 어디에도 연결되지 않고 플로팅 됩니다. 명확한 전압이 없으므로 약간의 노이즈로 인해 디지털 입력이 한 값에서 다른 값으로 전환 될 수 있습니다. 또한 진동하여 전력 소비가 증가 할 수 있습니다. 안좋다.

(2) 이제 버튼을 누르지 않으면 포트는 Vcc에 직접 연결되어 있기 때문에 높은 수준을 감지합니다. 그러나 버튼을 누르면 Vcc가 접지로 단락되어 전원이 타거나 죽을 수 있습니다. 더 나쁘다.

(3) 여기서 버튼을 누르지 않으면 포트는 다시 높은 로직 레벨을 감지합니다 . 저항을 통해 높게 당겨 집니다. (디지털 입력의 임피던스가 매우 높기 때문에 저항에 대한 전압 손실이 없으므로 포트에 대한 전류는 대략 0입니다.)

버튼을 누르면 포트가 접지에 직접 연결되므로 저수준을 감지합니다. 이제 전류가 Vcc에서 접지로 흐르지 만 저항기는 전류를 합리적인 것으로 제한합니다. 이거 좋다

이 회로도에서 눌리지 않은 버튼은 높은 값 (1)으로, 눌린 버튼은 낮은 값 (0)으로 읽습니다. 이것을 액티브 로우 로직 이라고 합니다. 저항과 스위치를 바꾸면 누르지 않은 버튼은 낮게 (0), 누른 버튼은 높게 (1) 읽습니다. ( 액티브 하이 로직)

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

풀업 또는 풀다운 저항은 입력이 플로팅되지 않고 핀에 입력이 없을 때 특정 레벨에서 입력을 "보류"합니다.

도면에서 그림 1을 고려할 때 스위치를 열어두면 핀에 전기적으로 연결되지 않으므로 스트레이 간섭, 내부 누설 등이 입력 핀의 전압에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 외부 영향으로 인해 입력이 변동하는 값으로 해석되어 원치 않는 발진 또는 예기치 않은 출력이 발생할 수 있습니다.

따라서 핀을 "알려진"상태로 유지하려면 항상 VCC 또는 GND에 연결해야합니다. 그림 2를 참조하십시오. 그러나 문제가 있습니다. 핀을 VCC에 연결하여 "높은"상태로 유지 한 다음 스위치를 GND에 연결하고 스위치를 누르면 바로 단락이 발생합니다! 퓨즈를 끊거나 전원 공급 장치를 손상 시키거나 화상을 입을 수 있습니다.

따라서 입력 을 VCC 또는 GND에 직접 연결하는 대신 풀업 / 풀다운 저항을 통해 입력을 연결할 수 있습니다. 그림 3에서는 풀업 저항을 사용하여 입력을 VCC에 연결합니다.

핀에 다른 입력이 없으면 풀업 저항을 통해 거의 제로 전류가 흐릅니다. 따라서 전압 강하가 거의 없습니다. 이를 통해 전체 VCC 전압을 입력 핀에서 볼 수 있습니다. 즉, 입력 핀이 "높음"으로 유지됩니다.

스위치가 닫히면 입력 및 풀업 저항이 GND에 연결됩니다. 풀업을 통해 일부 전류가 흐르기 시작합니다. 그러나 GND로 이어지는 와이어보다 훨씬 높은 저항이기 때문에 거의 모든 전압이 풀업 저항을 가로 질러 떨어지며 입력 핀에 ~ 0 볼트가 존재합니다.

전류 흐름을 합리적인 값으로 제한하기 위해 비교적 높은 값의 저항을 선택하지만 입력의 내부 저항을 초과하기에는 너무 높지 않습니다.

풀업 저항을 사용하면 입력이 없을 때 입력을 알려진 상태로 유지할 수 있지만 단락을 만들지 않고 신호를 입력 할 수있는 유연성을 제공합니다.

이 기사는 혼란 스럽지만 요점이 있습니다. 인버터는 높은 입력 임피던스를 가지며 로직 0 또는 로직 1을 가정하거나 둘 사이에서 발진 할 수 있으므로 플로팅 상태로 두지 않아야합니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

• (a) 풀업이 없으면 Vss와 GND (접지)를 교대로 전환하기위한 전환 스위치가 필요합니다. 이러한 배열은 입력을 한 방향 또는 다른 방식으로 단단히 전환하지만 입력이 순간적으로 플로팅 될 때 스위치 접점을 전환하는 동안 문제가 발생합니다. 예를 들어, 전자기 간섭 (EMI)이있을 경우 진동이 발생할 수 있습니다.
• (b) 두 가지 문제를 해결합니다. 더 간단한 스위치를 사용하고 스위치가 닫히지 않으면 입력이 높아집니다. 스위치가 닫히면 입력이 낮아집니다.
• (c)는 동일한 배열을 반대로 나타낸다. 스위치 개방 풀이 낮습니다.

많은 IC 로직 장치에 내부 풀업 저항이있어이 배열을 사용할 때 부품 수와 PCB 면적이 줄어들 기 때문에 (b)의 배열이 더 일반적입니다.

전원 및 접지는 많은 회로도에서 가정됩니다. 예를 들어 로직 게이트의 경우 2, 4 또는 6 개의 로직 게이트에 대한 공통 Vs 및 접지 연결이 있습니다. 각 게이트에 대해 이들을 표시하는 것은 이치에 맞지 않으므로 회로도의 다른 곳에서 함께 제공되는 디커플링 커패시터와 별도로 가정하거나 표시합니다.

글쎄, 그것은 NOT 게이트 이므로 직렬 저항없이 LED가 잘못 표시되는 곳에 I / O 핀이 연결되어 있다고 가정합니다. 입력을 접지에 연결하면 출력이 Vcc로 이동해야합니다 (Vdd라고도 함).

논리 게이트에 전원 핀을 표시하지 않는 것이 일반적입니다. 이것은 회로도의 혼란을 줄이기위한 것입니다. 로직 게이트의 접지 전원 핀도 표시되지 않습니다.

동일한 보드에 1.8, 3.3 및 5V와 같은 논리 전압을 혼합하면 약간 혼란 스럽습니다 (핀 숨기기). 따라서 보통 스스로하지는 않지만 반가운 날에 많은 혼란을 줄였습니다. 모든 것이 5V에서 나왔을 때

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

풀업 또는 풀다운 저항은 로직 레벨을 고정하기위한 것입니다 (GND에서 0 또는 VCC에서 1). 저항은 버튼보다 임피던스가 높습니다. 버튼을 누르면 레벨이 변경 될 수 있습니다 (유선 된 상관 관계가있는 경우).

그림에서 MCU를 나타내는 "비 게이트"는 매우 기본적이며 저자는 VCC 공급을 생략했습니다. 물론 그림 2와 3에서 Vcc가 존재하고 잘 연결되어 있습니다.

선택한 문장은 "능동적"논리를 설명하는 것이 었습니다. 그림 1에 해당하는 것은

풀업 저항을 사용하면 I / O 핀에 일반적으로 로직 하이가 표시되고 버튼을 누르면 로우가 표시됩니다

CMOS의 플로팅 입력이 잘못된 입력 레벨로 누출 될 수 있기 때문에 노이즈가 발생하기 쉬우므로 uC 입력 포트에 숨겨진 입력 풀업 R이 접지로 전환되거나 외부 바이어스 R이 하나의 공급 레일 Vdd 또는 Vss로 전환되고 반대쪽 레일.