Differenza tra resistori pull-up e pull-down ed esempi pratici

Un microcontrollore in qualsiasi sistema incorporato utilizza segnali I / O per comunicare con i dispositivi esterni. La forma più semplice di I / O è generalmente indicata come GPIO (General Purpose Input / Output). Quando il livello di tensione GPIO è basso, è in uno stato di alta o alta impedenza, quindi vengono utilizzati i resistori pull-up e pull-down per garantire che GPIO sia sempre in uno stato valido. Di solito, il GPIO è disposto su un microcontrollore come I / O. Come ingresso, il pin del microcontrollore può assumere uno di questi stati: alta, bassa e flottante o alta impedenza. Quando un i / p è pilotato al di sopra dell'i / p è la soglia alta, è logico. Quando l'I / P è pilotato al di sotto dell'I / P, che è la soglia bassa, l'ingresso è logico 0. Quando in un floating o in stato di alta impedenza, il livello I / P non è costantemente alto né basso. Per garantire che i valori di un I / P siano sempre in uno stato noto, vengono utilizzati resistori di pull-up e pull-down. La funzione principale dei resistori di pull-up e pull-down è che il resistore di pull-up porta il segnale allo stato alto a meno che non sia pilotato in basso e, un resistore pull-down porta il segnale allo stato basso a meno che non sia pilotato in alto.

Resistenze di pull-up e pull-down

Cos'è un resistore?

Il resistore è un componente più comunemente usato in molti circuiti elettronici e dispositivi elettronici. La funzione principale del resistore è che limita il flusso di corrente ad altri componenti. Il resistore funziona secondo il principio della legge degli ohm che afferma quella dissipazione dovuta alla resistenza. L'unità di resistenza è ohm e il simbolo di ohm mostra la resistenza in un circuito. Ci sono numerosi tipi di resistori sono disponibili sul mercato con diverse dimensioni e rating. Sono resistori a film metallico, resistori a film sottile e resistori a film spesso, resistori a filo avvolto, resistori di rete, resistori di superficie, resistori di montaggio, resistori variabili e resistori speciali.

Resistore

Considera due resistori in collegamento in serie, quindi la stessa corrente I scorre attraverso i due resistori e la direzione della corrente è indicata da una freccia.Quando i due resistori sono in collegamento in parallelo, la caduta di potenziale V sui due resistori è la stesso.

Resistori di pull-up

I resistori di pull-up sono semplici resistori a valore fisso, che sono collegati tra la tensione di alimentazione e il particolare pin. Questi resistori sono utilizzati in circuiti logici digitali per garantire un livello logico su un pin, che si traduce in uno stato in cui la tensione di ingresso / uscita è segnale di pilotaggio inesistente. I circuiti logici digitali sono costituiti da tre stati come alta, bassa e flottante o alta impedenza. Quando il pin non viene tirato a un livello logico inferiore o superiore, si verifica lo stato di alta impedenza. Questi resistori vengono utilizzati per risolvere il problema per il microcontrollore portando il valore a uno stato alto, come si vede nella figura. Quando l'interruttore è aperto, l'ingresso del microcontrollore sarebbe fluttuante e abbassato solo quando l'interruttore è chiuso. Un tipico valore di resistenza di pull-up è 4,7 kilo Ohm, ma può cambiare a seconda dell'applicazione.

Resistenza di pull-up

Circuito gate NAND che utilizza la resistenza di pull-up

In questo progetto, il resistore di pull-up è collegato a un circuito a chip logico. Questi circuiti sono i migliori circuiti per testare i resistori di pull up. I circuiti del chip logico funzionano in base a segnali bassi o alti. In questo progetto, la porta NAND è considerata un esempio di chip logico. La funzione principale della porta NAND è che, quando uno qualsiasi degli ingressi della porta NAND è basso, il segnale di uscita è alto. Allo stesso modo, quando gli ingressi del gate NAND sono alti, il segnale di uscita è basso.

I componenti richiesti per il circuito di gate AND che utilizza resistori pull-down sono chip gate NAND (4011), resistori da 10Kilo Ohm-2, pulsanti-2, resistore da 330ohm e LED.

• Ciascun gate NAND è costituito da due pin I / P e un pin O / P.
• Due pulsanti sono usati come ingressi al cancello AND.
• Il valore della resistenza di pull-up è di 10 kilo Ohm e i componenti rimanenti sono una resistenza da 330 Ohm e un LED. La resistenza da 330 Ohm è collegata in serie per limitare la corrente al LED

Di seguito è mostrato lo schema del circuito del gate NAND che utilizza 2 resistori pull-down sull'i / ps al gate NAND.

Circuito gate NAND che utilizza un resistore di pull-up

In questo circuito, per dare alimentazione al chip viene alimentato a 5V. Quindi, + 5V è dato al pin 14 e il pin7 è collegato a terra. Le resistenze di pull-up sono collegate agli ingressi del gate NAND. Una resistenza di pull up è collegata al primo ingresso del gate NAND e alla tensione positiva. Un pulsante è collegato a GND. Quando il pulsante non è premuto, l'ingresso del gate NAND è alto. Quando viene premuto un pulsante, l'ingresso del gate NAND è basso. Per la porta NAND, entrambi gli I / P devono essere bassi per ottenere un'uscita alta. Per far funzionare il circuito gufo, devi premere su entrambi i pulsanti. Questo mostra la grande utilità dei resistori pull-up.

Resistori pull-down

Come resistori pull up, anche i resistori pull-down funzionano allo stesso modo. Ma tirano il perno a un valore basso. Le resistenze di pull-down sono collegate tra un particolare pin su un microcontrollore e il terminale di terra. Un esempio di una resistenza pull down è un circuito digitale mostrato nella figura sotto. Un interruttore è collegato tra il VCC e il pin del microcontrollore. Quando l'interruttore è chiuso nel circuito, l'ingresso del microcontrollore è logico 1, ma quando l'interruttore è aperto in un circuito, il resistore pull down abbassa la tensione di ingresso a terra (0 logico o valore logico basso). Il resistore pull down dovrebbe avere una resistenza maggiore rispetto all'impedenza del circuito logico.

Resistenza pull-down

E circuito di gate utilizzando il resistore di pull-down

In questo progetto, il resistore di pull-down è collegato a un circuito di chip logico. Questi circuiti sono i migliori circuiti per testare i resistori pull-down. I circuiti del chip logico funzionano in base ai segnali bassi o alti. In questo progetto, la porta AND è presa come esempio del chip logico. La funzione principale della porta AND è, quando entrambi gli ingressi della porta AND sono alti, il segnale di uscita è alto. Allo stesso modo quando gli ingressi della porta AND sono bassi, il segnale di uscita è basso.

I componenti richiesti per il circuito di gate AND che utilizza un resistore pull-down sono chip di gate AND (SN7408), resistori da 10Kilo Ohm-2, pulsanti-2, resistore da 330 Ohm e LED.

• Ciascun gate AND è costituito da due I / P e un O / P
• Due pulsanti sono usati come ingressi al cancello AND.
• Il valore del resistore pull-down è di 10 kilo Ohm e i componenti rimanenti sono un resistore da 330 Ohm e un LED. La resistenza da 330 Ohm è collegata in serie per limitare la corrente al LED.

Di seguito è mostrato lo schema del circuito del gate AND che utilizza 2 resistori pull down su i / ps al gate AND.

E circuito di gate utilizzando il resistore di pull-down

In questo circuito, per dare alimentazione al chip, viene alimentato a 5V. Quindi, + 5V è dato al pin 14 e il pin7 è collegato a terra. Le resistenze di pull-down sono collegate agli ingressi del gate AND. Una resistenza di pull down è collegata al primo ingresso del gate AND, il pulsante è collegato alla tensione positiva, quindi una resistenza di pull down è collegata a GND. Se il pulsante non viene premuto, l'ingresso del cancello AND sarà basso. Se viene premuto il pulsante, l'ingresso del gate AND sarà alto. Per il gate AND, entrambi gli I / P devono essere alti per ottenere un'uscita alta. Per far funzionare il circuito owl è necessario premere entrambi i pulsanti, a dimostrazione della grande utilità dei resistori pull-down.

Applicazioni di resistori pull-up e pull-down

• Le resistenze pull-up e pull-down sono spesso utilizzate in dispositivi di interfacciamento come interfacciare un interruttore al microcontrollore.
• La maggior parte dei microcontrollori hanno resistori pull up / pull down programmabili incorporati, quindi è possibile interfacciare direttamente un interruttore con un microcontrollore.
• In generale, le resistenze pull-up sono spesso utilizzate rispetto a quelle pull-down, sebbene alcune famiglie di microcontrollori abbiano sia resistori pull-up che pull-down.
• Questi resistori sono spesso utilizzati in Convertitori A / D per fornire un flusso controllato di corrente in un sensore resistivo
• Le resistenze di pull-up e pull-down sono utilizzate nel bus del protocollo I2C, in cui le resistenze di pull-up sono utilizzate per consentire a un singolo pin di agire come I / P o O / P.
• Quando non è collegato a un bus del protocollo I2C, il pin fluttua in uno stato di alta impedenza. Le resistenze pull down vengono utilizzate anche per le uscite per fornire un O / P noto

Pertanto, questo è tutto sul funzionamento e sulla differenza tra resistori pull-up e pull-down con esempi pratici. Crediamo che tu abbia un'idea migliore su questo concetto.Inoltre, per qualsiasi domanda riguardante questo articolo o Progetti di elettronica , puoi contattarci commentando nella sezione commenti qui sotto.