對(duì)于電阻，想必大家都覺(jué)得簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么好說(shuō)的。其實(shí)電阻的應(yīng)該還是非常廣泛的，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合其作用是完全不同的。本人將總結(jié)其基本用法，及容易被忽略的地方。
1概念
電阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。而超導(dǎo)體則沒(méi)有電阻。
電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長(zhǎng)度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。
電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。
導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆（ohm），簡(jiǎn)稱(chēng)歐，符號(hào)是Ω（希臘字母，讀作Omega)，1Ω=1V/A。比較大的單位有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）（兆=百萬(wàn)，即100萬(wàn)）。
KΩ（千歐）， MΩ（兆歐），他們的換算關(guān)系是：
1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千進(jìn)率）
兩個(gè)電阻并聯(lián)式也可表示為
串聯(lián)： R=R1+R2+．．．+Rn
并聯(lián)：1/R=1/R1+1/R2+．．．+1/Rn 兩個(gè)電阻并聯(lián)式也可表示為 R=R1·R2/(R1+R2）
定義式：R=U/I
決定式：R=ρL/S(ρ表示電阻的電阻率，是由其本身性質(zhì)決定，L表示電阻的長(zhǎng)度，S表示電阻的橫截面積)
電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，還與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。多數(shù)（金屬）的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導(dǎo)體卻相反。如：玻璃，碳在溫度一定的情況下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是電阻率，l為材料的長(zhǎng)度，單位為m，s為面積，單位為平方米?？梢钥闯?，材料的電阻大小正比于材料的長(zhǎng)度，而反比于其面積。
電阻物理量：1歐電壓產(chǎn)生一歐電流則為1歐電阻。另外電阻的作用除了在電路中用來(lái)控制電流電壓外還可以制成發(fā)熱元件等。
2電阻應(yīng)用
電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置、濾波（與電容器組合使用）和阻抗匹配等。
電阻通常分為三大類(lèi)：固定電阻，可變電阻，特種電阻。
在電子產(chǎn)品中，以固定電阻應(yīng)用最多。常用、常見(jiàn)的有ＲＴ型碳膜電阻、ＲＪ型金屬膜電阻、
ＲＸ型線(xiàn)繞電阻，近年來(lái)還廣泛應(yīng)用的片狀電阻。
電阻器型號(hào)命名:Ｒ代表電阻，Ｔ－碳膜，Ｊ－金屬，Ｘ－線(xiàn)繞，是拼音的第一個(gè)字母。在國(guó)產(chǎn)老式的電子產(chǎn)品中，常可以看到外表涂覆綠漆的電阻，那就是ＲＴ型的。而紅顏色的電阻，是ＲＪ型的。
按照功率可以分為小功率電阻和大功率電阻。大功率電阻通常是金屬電阻，實(shí)際上應(yīng)該是在金屬外面加一個(gè)金屬（鋁材料）散熱器，所以可以有10W以上的功率；在電子配套市場(chǎng)上專(zhuān)門(mén)賣(mài)電阻的市場(chǎng)上可以很容易地看到。
金屬電阻通常是作為負(fù)載，或者作為小設(shè)備的室外加熱器，如，在CCTV的一些解碼器箱和全天候防護(hù)罩中可以看到。
電阻在電路中起到限流、分壓等作用。通常1/8W電阻已經(jīng)完全可以滿(mǎn)足使用。但是，在作為7段LED中，要考慮到LED的壓降和供電電壓之差，再考慮LED的最大電流，通常是20mA（超高亮度的LED），如果是2×6（2排6個(gè)串聯(lián)），則電流是40mA。
不同廠(chǎng)家選用不同材料的，其壓降也有所不同。所以需要加上電實(shí)測(cè)一下。但是，不要讓單只LED的電流超出20mA，這時(shí)加大電流亮度也不會(huì)增加，但是LED的壽命會(huì)下降，限流電阻的大小就是壓降除以電流。電阻的功率隨之可以算出。
電位器
電位器就是可調(diào)電阻。它的阻值在1～nΩ之間變化。如N=102=10×10的2次方，也就是1000歐姆，1KΩ 。同理，502=5KΩ。
電位器又分單圈和多圈電位器。單圈的電位器通常為灰白色，面上有一個(gè)十字可調(diào)的旋紐，出廠(chǎng)前放在一個(gè)固定的位置上，不在2頭；多圈電位器通常為藍(lán)色，調(diào)節(jié)的旋紐為一字，一字小改錐可調(diào)；多圈電位器又分成頂調(diào)和側(cè)調(diào)2種，主要是電路板調(diào)試起來(lái)方便。
有些是儀器儀表設(shè)備，通常是模擬電路，有一些不確定的因素，需要調(diào)節(jié)才能達(dá)到最理想的效果；有些是設(shè)備本身就需要輸出一個(gè)可變的東西，如電壓和電流，也需要一個(gè)電位器。
排電阻
是sip n的封裝，比較常用的就是阻值502和103的9腳的電阻排；象sip9就是8個(gè)電阻封裝在一起，8個(gè)電阻有一端連在一起，就是公共端，在排電阻上用一個(gè) 小白點(diǎn)表示。排電阻通常為黑色，也有黃色；51系統(tǒng)的P0需要一個(gè)排電阻上拉，否則，作為輸入的時(shí)候，不能正常讀入數(shù)據(jù)；作為輸出的時(shí)候，接7407是可 以的，不需要上拉電阻；但是，接其它的芯片，還是不行。有興趣可以看看51的P0的結(jié)構(gòu)；沒(méi)有興趣，依葫蘆畫(huà)瓢，照做沒(méi)錯(cuò)。
光敏電阻
當(dāng)照在光敏電阻上的光強(qiáng)變化時(shí)，電阻值也在變化。顯然這是半導(dǎo)體材料的特性。
使用光敏電阻可以檢測(cè)光強(qiáng)的變化。
電阻的封裝
電阻的封裝有表面貼和軸向的封裝。軸向封裝有：axial0.4、axial0.6、axial0.8等等；axial在英語(yǔ)中就是軸的意思；表面貼電阻的封裝最常用的就是0805；當(dāng)然還有更大的；但是更大的電阻不是很常用的。
3限流電阻
電阻作為限流應(yīng)該是最常用的應(yīng)用之一，對(duì)于單片機(jī)外圍設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，電阻的應(yīng)用非常重要，在很多時(shí)候，我們必須在單片機(jī)的I/O端口上連接一個(gè)限流電阻，保證外圍電路不會(huì)應(yīng)用短路、過(guò)載等原因燒壞單片機(jī)的I/O端口，甚至整個(gè)單片機(jī)。
對(duì)于限流，想必大家都很清楚，可是在選擇電阻阻值時(shí)，你的標(biāo)準(zhǔn)是什么？你知道單片機(jī)端口是最大輸入電流嗎？知道單片機(jī)的最大輸出電流嗎？知道單片機(jī)端口能承受的最大電壓?jiǎn)幔?/div>
面對(duì)這些問(wèn)題，恐怕很多人都是知其然不知其所以然，完全憑靠經(jīng)驗(yàn)獲取，并沒(méi)有完全按照電路的要求計(jì)算取值。為此，在這里提出這些問(wèn)題，并不想教大家怎么去計(jì)算這些值，知道歐姆定律的人都應(yīng)該知道該怎么計(jì)算吧，所以，只是希望大家在選擇之前，先了解單片機(jī)的這些參數(shù)，然后，根據(jù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算時(shí)一定要留一定的預(yù)留空間。
IOL,IOH究竟指的是什么？
在看一些元器件的DATASHEET文件時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到元器件的參數(shù)，IOL,IOH,IIL,IIH,我也知道他們指的是輸入輸出高低電平時(shí)的最大最小電流，但在連接時(shí)他們之間的匹配問(wèn)題一直很模糊，如：IOL=1.5MA; IOH=-300UA
另一個(gè)的輸入為：
IIL=-100UA; IIH=10UA;
他們之間是否能直接相接？IOL,IOH，究竟指的是什么？是驅(qū)動(dòng)么？
參考答案：
IIL和IIH表示輸入高低電平時(shí)的電流值，-號(hào)表示從器件流出電流。
IOL和IOH表示輸出為低、高電平時(shí)的電流值，同樣-號(hào)表示從器件流出的電流。
你所說(shuō)的第一個(gè)器件表示在輸出低電平的時(shí)候可以吸收（流入）1.5mA電流，輸出為高電平的時(shí)候，可以輸出300uA電流。第二個(gè)器件表示在輸入低的時(shí)候會(huì)流出100uA電流，輸入高的時(shí)候?qū)⑽?0uA電流。|IOL|> |IIL|，|IOH|> |IIH|，就表示輸出器件可以帶動(dòng)輸入器件。
4上下拉電阻
電阻的又一應(yīng)用就是上下拉電阻，上拉就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻鉗位在高電平，電阻同時(shí)起限流作用。下拉同理。也是是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻鉗位在低電平。
上拉是對(duì)器件輸入電流，下拉是輸出電流；強(qiáng)弱只是上拉電阻的阻值不同，沒(méi)有什么嚴(yán)格區(qū)分；對(duì)于非集電極（或漏極）開(kāi)路輸出型電路（如普通門(mén)電路）提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開(kāi)路輸出型電路輸出電流通道。
??1 當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)CMOS電路時(shí)，如果電路輸出的高電平低于CMOS電路的最低高電平（一般為3.5V）， 這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。
??2 OC門(mén)電路必須使用上拉電阻，以提高輸出的高電平值。
??3 為增強(qiáng)輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。
??4 在CMOS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻以降低輸入阻抗， 提供泄荷通路。
??5 芯片的管腳加上拉電阻來(lái)提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限，增強(qiáng)抗干擾能力。
??6 提高總線(xiàn)的抗電磁干擾能力，管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
??7 長(zhǎng)線(xiàn)傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上、下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。
上拉電阻
就是從電源高電平引出的電阻接到輸出端
??1 如果電平用OC(集電極開(kāi)路，TTL)或OD(漏極開(kāi)路，CMOS)輸出，那么不用上拉電阻是不能工作的， 這個(gè)很容易理解，管子沒(méi)有電源就不能輸出高電平了。
??2 如果輸出電流比較大，輸出的電平就會(huì)降低（電路中已經(jīng)有了一個(gè)上拉電阻，但是電阻太大，壓降太高），就可以用上拉電阻提供電流分量， 把電平“拉高”。（就是并一個(gè)電阻在IC內(nèi)部的上拉電阻上，這時(shí)總電阻減小，總電流增大）。當(dāng)然管子按需要工作在線(xiàn)性范圍的上拉電阻不能太小。當(dāng)然也會(huì)用這個(gè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)電路電平的匹配。
為什么要使用上拉電阻
一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒(méi)有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。
數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過(guò)上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定！
一般說(shuō)的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類(lèi)似于一個(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過(guò)一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上拉電阻，也就是說(shuō)，該端口正常時(shí)為高電平；C通過(guò)一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱(chēng)為下拉電阻。
上拉電阻是用來(lái)解決總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的問(wèn)題的。一般說(shuō)法是上拉增大電流，下拉電阻是用來(lái)吸收電流。
5典型應(yīng)用
??1 固定電平
在外設(shè)沒(méi)有收到控制時(shí)，我們需要把某一外設(shè)或單片機(jī)I/O端口固定在某一固定電平上時(shí)，需要根據(jù)需要接上下拉電阻，例如：
上圖中，對(duì)于按鍵輸入來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有按下按鍵時(shí)，如果沒(méi)有上拉電阻的存在，單片機(jī)端口將處于懸乎狀態(tài)，沒(méi)有確定電平，當(dāng)然如果有內(nèi)部上拉電阻的單片機(jī)除外，加上上拉電阻會(huì)，在沒(méi)有按鍵時(shí)，單片機(jī)端口保持高電平，有按鍵時(shí)，單片機(jī)端口將輸入低電平。而對(duì)于蜂鳴器來(lái)說(shuō)，由于和按鍵有同樣的效果，不加上拉電阻，無(wú)法區(qū)別在沒(méi)有單片機(jī)控制時(shí)，三極管的工作狀態(tài)，所以，必須加上上拉電阻以保障無(wú)單片機(jī)控制時(shí)，三極管截止，蜂鳴器不工作。
??2 電平輸入
有時(shí)候由于器件自身設(shè)計(jì)的原因，如果不接外部上下拉電阻，設(shè)備無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)高低電平的轉(zhuǎn)換。例如，對(duì)于開(kāi)漏輸出的I2C總線(xiàn)來(lái)說(shuō)，如果不接上拉電阻，其只能輸出低電平，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高電平輸出，加上上拉電阻，保證在沒(méi)有控制信號(hào)時(shí)，通過(guò)上拉電阻實(shí)現(xiàn)高電平。
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