高阻態(tài)基本知識(shí)

51單片機(jī)的時(shí)候?qū)0口必須加上上拉電阻，否則P0就是高阻態(tài)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題可能感到疑惑，為什么是高阻態(tài)？加上拉電阻？今天針對(duì)這一概念進(jìn)行簡(jiǎn)單講解。

在一個(gè)系統(tǒng)中或在一個(gè)整體中，我們往往定義了一些參考點(diǎn)，就像我們常常說(shuō)的海平面，在單片中也是如此，我們無(wú)論說(shuō)是高電平還是低電平都是相對(duì)來(lái)說(shuō)的。明確了這一點(diǎn)對(duì)這一問(wèn)題可能容易理解。

在51單片機(jī)，沒(méi)有連接上拉電阻的P0口相比有上拉電阻的P1口在I/O口引腳和電源之間相連是通過(guò)一對(duì)推挽狀態(tài)的FET來(lái)實(shí)現(xiàn)的，51具體結(jié)構(gòu)如下圖。

51結(jié)構(gòu)圖

組成推挽結(jié)構(gòu)，從理論上講是可以通過(guò)調(diào)配管子的參數(shù)輕松實(shí)現(xiàn)輸出大電流，提高帶載能力，兩個(gè)管子根據(jù)通斷狀態(tài)有四種不同的組合，上下管導(dǎo)通相當(dāng)于把電源短路了，這種情況下在實(shí)際電路中絕對(duì)不能出現(xiàn)，從邏輯電路上來(lái)講，上管開-下管關(guān)開時(shí)IO與VCC直接相連，IO輸出低電平0,這種結(jié)構(gòu)下如果沒(méi)有外接上拉電阻，輸出0就是開漏狀態(tài)（低阻態(tài)），因?yàn)镮/O引腳是通過(guò)一個(gè)管子接地的，并不是使用導(dǎo)線直接連接，而一般的MOS在導(dǎo)通狀態(tài)也會(huì)有mΩ極的導(dǎo)通電阻。

排阻

到這里就很清楚了，無(wú)論是低阻態(tài)還是高阻態(tài)都是相對(duì)來(lái)說(shuō)的，把下管子置于截止?fàn)顟B(tài)就可以把GND和I/O口隔離達(dá)到開路的狀態(tài)，這時(shí)候推挽一對(duì)管子是截止?fàn)顟B(tài)，忽略讀取邏輯的話I/O口引腳相當(dāng)于與單片機(jī)內(nèi)部電路開路，考慮到實(shí)際MOS截止時(shí)會(huì)有少許漏電流，就稱作“高阻態(tài)”。

由于管子PN節(jié)帶來(lái)的結(jié)電容的影響，有的資料也會(huì)稱作“浮空”，通過(guò)I/O口給電容充電需要一定的時(shí)間，那么IO引腳處的對(duì)地的真實(shí)電壓和水面浮標(biāo)隨波飄動(dòng)類似了，電壓的大小不僅與外界輸入有關(guān)還和時(shí)間有關(guān)，在高頻情況下這種現(xiàn)象是不能忽略的。

總之一句話高阻態(tài)是一個(gè)相對(duì)概念。在使用的時(shí)候我們只要按照要求去做，讓我們加上拉我們就加上，都是有一定道理的。