一文详解电阻的用法

电阻的特点是阻挡电能，电阻的关键参数有尺寸、阻值、精度和功率。电阻的应用场景非常多，都是围绕着电阻的特性来使用的。我们重点讲一下实际工作中遇到的电阻的功能，理论知识和计算公式就不赘述了。

在初学者心目中，电阻就是拿来分压用的，但是实际项目中，绝大部分电阻都不是当作分压用的。

我们统计过，一个Android智能平台的硬件电路中，大约20%的电阻是做上拉下拉使用，30%的电阻做EMC和ESD使用，40%的电阻占位置和跳线，5%的电阻用来做电压采样，剩下的最多只有两三颗是用来做正经的分压用途。

且听我们一一道来：

上拉下拉

上拉，就是把电路拉高到电源，下拉，就是把电路拉高到地。下面有几张参考图。

上拉电阻

↑I2C总线的上拉电阻，R709和R710。使I2C在无控状态下保持高电平。

上拉电阻

↑SDIO总线的上拉电阻，R610，R611，R613、R614。提升外设驱动能力。

下拉电阻

↑NMOS开关控制脚的下拉电阻，R732。使MOS管在无控状态下保持关闭。

下拉电阻

↑LDO开关的下拉电阻，R759。使LDO在无控状态下保持关闭。

上下拉的主要作用，一是让线路在无人控制的情况下维持在固定的状态，二是提升驱动能力。

关于无人控制，很多人会认为，系统开机之后，我配置了这个GPIO口，就可以控制了呀，为什么存在无人控制的情况呢？

对，开机之后都可以控制，但是系统刚上电，未开机，或者开机过程中，GPIO口却都是在无控状态。如果只供电但还没有开机，电源的控制脚是一个默认内部上拉的GPIO口，电源就被打开了，经常导致电流灌进还没有运行起来的其他GPIO内，导致上电漏电。

如果开机，开机的过程一般是：上电-复位-电源初始化-跑引导程序-内核运行-应用运行，用户配置代码要么在内核中，要么在应用程序中，改不到引导程序的。虽然前面无控的时间非常短，可能只有几百毫秒，但是有可能导致某些GPIO口的默认状态不对导致外部电源被意外打开，一样有可能出现漏电的情况。如果是灯的开关，就有可能在开机一瞬间灯亮一下，跑到程序设定的地方才会被关闭。

因此，对于开关脚（EN，enable），选择GPIO的时候要选择默认是关闭状态的GPIO口，保险起见应当预留一个开关上下拉的电阻，用来确保开关脚的默认状态是对的。

这类开关上下拉电阻，通常用于电源芯片的开关、灯的开关、模拟开关等控制脚上。

这种用法也会用在中断信号上，通过外加一个上拉电阻，使中断脚在没有输出的情况下保持高电平，一旦输出低电平，就会被拉下来。反之亦然。

这些上下拉电阻，通常在10KR-100KR之间，电阻小了会导致漏电大或者GPIO控制不了，电阻大了会导致和芯片内部上下拉冲突。GPIO输出电阻一般在10kR以下，内部上下拉一般在100KR上下。（实际上也是两个电阻分压的原理）

至于I2C的上拉，是协议要求的。I2C两根线要求默认是高电平，一旦被拉到低电平就会认为有数据要发送了。在I2C主机和从机都没有控制的情况下，需要维持在高电平。而I2C硬件上都是OC门，没办法自己上拉，因此需要外部上拉电阻。这种情况算是个特例。

SDIO接口，就是接SD卡、TF卡的接口，增加10KR-33KR的上拉电阻有助于提高驱动能力。某些小厂生产的比较水的SD卡和TF卡，会不容易被识别到，增加上拉能够减小不读卡的概率。

审核编辑：汤梓红