AJ的筆記之上拉電阻的工作原理分析
第二章：聊一聊上拉電阻的工作原理
********** 本文所採用的微控制器是：STC89C52RC系********************
【重點提要】其實，理解上拉電阻的原理，關鍵是理解這兩個詞：鎖存器&開漏輸出。
（1）關於鎖存器
我們知道，微控制器是由微處理器、儲存器以及輸入輸出介面組成的晶片，具體到引腳，我們瞭解到微控制器的結構如下圖所示：
原來P1，P2，P3介面對應的元器件是鎖存器（一種儲存器），而鎖存器有一個特徵就是儲存單元電路。鎖存，其實就是快取的意思，可以把訊號暫存為某種電平狀態：高電平或低電平，但是具體是哪種，其實是不確定的。我們通過程式控制訊號輸入“0”和“1”，其實就是改變鎖存器的電平狀態。“0”為低電平（電壓），“1”為高電平。
（2）關於開漏輸出
然而，微控制器輸出屬於開漏輸出，也就是無法輸出電壓，不管微控制器有多大的蓄能，它的引腳也不輸出電壓，我們也可以稱之為懸空狀態。
（3）上拉電阻的工作原理
當我們接入上拉電阻的時候，就是將不確定的訊號通過一個電阻鉗位在高電平，輸入電流，電阻同時起到限流的作用（鉗位是指將某點的電位限制在規定電位的措施，是一種過壓保護技術。）這個時候，輸出高電平的電壓會拉到上拉電阻的電壓。（如下圖所示）
我們再接入一個LED燈，其正極接入P0^1,負極接地（如下圖所示）。
這時，P0^1的電平已經被固定在高電平了，在無訊號輸入的情況下或輸入高電平訊號“1”的時候，可以保持在高電平狀態，上拉電阻的Vcc電源輸出的經過上拉電阻限流後的電流流過LED燈，燈就會亮，如下圖所示。值得注意的是，LED的電壓不是微控制器晶片提供的，而是上拉電阻輸出端提供的。當我們再並聯一個上拉電阻，總電阻變小，電流變大，LED燈變得更亮。輸入訊號（0或1），就是改變鎖存器的電平狀態，進而控制Vcc的電源提供的電流是流過LED燈還是流向地。
例如，一盞LED燈接入帶上拉電阻的微控制器介面（如下圖所示），而另一盞燈直接通過同樣的10K電阻接入，不過不接入微控制器，可以發現，這兩盞燈的亮度是一樣的。換句話說，P0^1端並沒有為LED燈在亮的時候提供任何電源，P0^1的作用就是在輸出低電平（0）的時候接地，從而導致LED燈短路不亮，僅此而已。
同理，如果我們把電阻接入負極（地），那麼就不叫上拉電阻了，而叫下拉電阻，其作用也不是讓微控制器輸出端保持高電平，而是低電平。
以上就是上拉電阻控制電路的原理，如果沒有上拉電阻，那麼由於微控制器的開漏輸出，P0^1將無法輸出電壓，LED燈也不會亮。