Tarik dan tarik perintang ke bawah

Apakah Perintang?

Perintang adalah alat pengehad semasa dengan banyak digunakan dalam litar dan produk elektronik. Ini adalah komponen pasif yang memberikan rintangan semasa arus mengalir melaluinya. Terdapat pelbagai jenis perintang. Rintangan diukur dalam Ohm dengan tanda Ω.

Apakah Perintang Pull-up dan Pull-Down dan Mengapa kita memerlukannya?

Sekiranya kita menganggap litar digital, pin selalu berupa 0 atau 1. Dalam beberapa kes, kita perlu mengubah keadaan dari 0 hingga 1 atau dari 1 hingga 0. Dalam kedua-dua kes, kita perlu memegang pin digital sama ada 0 dan kemudian ubah keadaan menjadi 1 atau kita perlu menahannya 0 dan kemudian berubah menjadi 1. Dalam kedua kes tersebut, kita perlu membuat pin digital sama ada ' Tinggi ' atau ' Rendah ' tetapi tidak boleh dibiarkan mengambang.

Jadi, dalam setiap kes, keadaan akan berubah seperti yang ditunjukkan di bawah.

Sekarang, jika kita mengganti nilai Tinggi dan Rendah dengan nilai voltan sebenar maka Tinggi akan menjadi tahap logik TINGGI (katakanlah 5V) dan Rendah akan menjadi tanah atau 0v.

A perintang Pull-up digunakan untuk membuat keadaan lalai pin digital sebagai Tinggi atau ke tahap logik (dalam imej di atas adalah 5V) dan perintang Tarik-Down tidak tepat sebaliknya, ia membuatkan keadaan lalai digital pin sebagai Rendah (0V).

Tetapi mengapa kita memerlukan perintang tersebut sebaliknya kita boleh menyambungkan pin logik digital terus ke voltan tahap Logik atau dengan tanah seperti gambar di bawah?

Kita tidak boleh melakukan ini. Oleh kerana litar digital berfungsi dalam arus rendah, menyambungkan pin logik terus ke voltan bekalan atau arde bukanlah pilihan yang baik. Sebagai sambungan langsung akhirnya meningkatkan aliran arus seperti litar pintas dan boleh merosakkan litar logik sensitif yang tidak digalakkan. Untuk mengawal aliran arus, kita memerlukan perintang penarik atau penarik ke atas. Perintang tarik membolehkan aliran arus terkawal dari sumber voltan bekalan ke pin input digital, di mana perintang penarik dapat mengawal aliran arus secara berkesan dari pin digital ke tanah. Pada masa yang sama kedua-dua perintang, tarik-turun dan tarik-tahan menahan keadaan digital sama ada Rendah atau Tinggi.

Di mana dan Cara menggunakan perintang Pull-up dan Pull-down

Dengan merujuk gambar mikrokontroler di atas, di mana pin logik digital dipendekkan dengan ground dan VCC, kita dapat mengubah sambungan menggunakan resistor pull-up dan pull-down.

Andaikan, kita memerlukan keadaan logik lalai dan ingin mengubah keadaan dengan beberapa interaksi atau periferal luaran, kita menggunakan perintang penarik atau penarik ke bawah.

Perintang Pull-up

Sekiranya kita memerlukan keadaan tinggi sebagai lalai dan ingin mengubah keadaan menjadi Rendah dengan beberapa interaksi luaran, kita boleh menggunakan Pull-up resistor seperti gambar di bawah-

Pin input logik digital P0.5 boleh ditukar dari logik 1 atau Tinggi ke logik 0 atau Rendah menggunakan suis SW1. The R1 perintang bertindak sebagai perintang tarik naik. Ia dihubungkan dengan voltan logik dari sumber bekalan 5V. Oleh itu, apabila suis tidak ditekan, pin input logik selalu voltan lalai 5V atau pin selalu Tinggi sehingga suis ditekan dan pin dipendekkan ke tanah menjadikannya logik Rendah.

Namun, seperti yang kami nyatakan bahawa pin tidak dapat dipendekkan langsung ke tanah atau Vcc kerana ini akhirnya akan membuat litar rosak kerana keadaan litar pintas, tetapi dalam hal ini, ia kembali terpendek ke tanah menggunakan suis tertutup. Tetapi, perhatikan dengan teliti, ini sebenarnya tidak akan dipendekkan. Kerana, menurut undang-undang ohms, kerana rintangan penarik, sejumlah kecil arus akan mengalir dari sumber ke perintang dan suis dan kemudian sampai ke tanah.

Sekiranya kita tidak menggunakan pull-up resistor ini, output akan langsung dipendekkan ke tanah ketika suis ditekan, di sisi lain, ketika suis akan dibuka maka logik tingkat pin akan melayang dan dapat membuat beberapa yang tidak diinginkan hasil.

Tarik Perintang ke bawah

Perkara yang sama berlaku untuk perintang Pull-down. Pertimbangkan sambungan di bawah ini di mana perintang tarik ditunjukkan dengan sambungan-

Dalam gambar di atas, perkara yang berlawanan berlaku. The pull-down perintang R1 yang berkaitan dengan tanah atau 0V. Oleh itu menjadikan pin tahap logik digital sebagai P0.3 sebagai lalai 0 sehingga suis ditekan dan pin tahap logik menjadi tinggi. Dalam kes sedemikian, sejumlah kecil arus mengalir dari sumber 5V ke tanah menggunakan suis tertutup dan perintang Pull-down, sehingga menghalang pin tahap logik menjadi pendek dengan sumber 5V.

Jadi, untuk pelbagai litar tahap logik, kita boleh menggunakan perintang Pull-up dan Pull-down. Hal ini paling umum terjadi dalam pelbagai perkakasan tertanam, sistem protokol satu wayar, sambungan periferal dalam mikrocip, Raspberry Pi, Arduino dan pelbagai sektor tertanam serta untuk input CMOS dan TTL.

Mengira Nilai Sebenar bagi Resistor Pull-up dan Pull-down

Sekarang, kerana kita tahu bagaimana menggunakan perintang Pull-up dan Pull-down, persoalannya ialah apakah nilai perintang tersebut? Walaupun, dalam banyak litar tahap logik digital kita dapat melihat pull-up atau pull-down resistors antara 2k hingga 4.7k. Tetapi apakah nilai sebenarnya?

Untuk memahami perkara ini, kita perlu mengetahui apakah voltan logik? Berapa voltan disebut sebagai Logik rendah dan Berapa banyak disebut sebagai Logik Tinggi?

Untuk pelbagai tahap logik, pelbagai mikrokontroler menggunakan julat yang berbeza untuk logik tinggi dan logik rendah.

Sekiranya kita mempertimbangkan input Level Transistor-Transistor Logic (TTL), grafik di bawah akan menunjukkan voltan logik minimum untuk penentuan tinggi Logik dan voltan logik maksimum untuk mengesan logik sebagai 0 atau Rendah.

Seperti yang kita lihat, bahawa untuk logik TTL, voltan maksimum untuk logik 0 ialah 0.8V. Jadi, jika kita memberikan kurang dari 0.8V tahap logik akan diterima sebagai 0. Sebaliknya, jika kita memberikan lebih dari 2V hingga maksimum 5.25V maka logik akan diterima sebagai Tinggi. Tetapi pada 0.8V hingga 2V, itu adalah kawasan kosong, pada voltan itu tidak dapat dijamin bahawa logiknya akan diterima sebagai Tinggi atau Rendah. Oleh itu, untuk keselamatan, dalam seni bina TTL, kami menerima 0V hingga 0.8V sebagai Rendah dan 2V hingga 5V sebagai Tinggi, yang dijamin bahawa Rendah dan Tinggi akan dikenali oleh cip logik pada voltan marginal itu.

Untuk menentukan nilainya, rumusnya adalah undang-undang Ohms yang mudah. Sesuai dengan undang-undang ohms, rumusnya adalah

V = I x R R = V / I

Sekiranya perintang Pull-up, V akan menjadi voltan sumber - voltan minimum diterima sebagai Tinggi.

Dan arus akan menjadi arus maksimum yang ditenggelamkan oleh pin logik.

Jadi, R _pull-up = (_bekalan V - V _{H (min)}) / Saya _tenggelam

Di mana _bekalan V adalah voltan bekalan, V _{H (min)} adalah voltan minimum yang diterima sebagai Tinggi, dan saya _tenggelam adalah arus maksimum yang tenggelam oleh pin digital.

Perkara yang sama berlaku untuk Pull-down resistor. Tetapi formula itu mempunyai sedikit perubahan.

R _pull-up = (V _{L (maks)} - 0) / _sumber I

Di mana (V _{L (maksimum)} voltan maksimum diterima sebagai logik Rendah, dan _sumber saya adalah arus maksimum yang bersumber dari pin digital.

Contoh Praktikal

Katakan kita mempunyai litar logik di mana sumber Bekalan 3.3V dan voltan tinggi logik yang boleh diterima ialah 3V, dan kita dapat menenggelamkan arus maksimum 30uA, maka kita dapat memilih perintang tarik menggunakan formula seperti ini-

Sekarang, Jika kita mempertimbangkan contoh yang sama seperti yang dinyatakan di atas, di mana litar menerima 1V sebagai voltan rendah logik maksimum dan boleh menghasilkan arus sehingga 200uA maka resistor Pull-down akan menjadi,

Lebih lanjut mengenai Pull-Up dan Pull-Down Resistor

Selain menambah perintang Pull-up atau Pull-down, mikrokontroler moden menyokong perintang penarik dalaman untuk pin I / O digital yang terdapat di dalam unit mikrokontroler. Walaupun dalam kes maksimum ia adalah pull-up yang lemah, bererti arus sangat rendah.

Selalunya, kita memerlukan penarikan lebih dari 2 atau 3 pin input-output digital, sekiranya rangkaian perintang digunakan. Mudah digabungkan dan memberikan bilangan pin yang lebih rendah.

Ia dipanggil rangkaian perintang atau perintang SIP.

Ini adalah simbol jaring perintang. Pin 1 dihubungkan dengan pin perintang, pin ini perlu disambungkan di VCC untuk Pull-Up atau ke Ground untuk tujuan Pull-down. Dengan menggunakan perintang SIP ini, perintang individu dihilangkan sehingga mengurangkan bilangan komponen dan ruang di papan. Ini tersedia dalam pelbagai nilai, mulai dari beberapa ohm hingga kilo-ohm.