- 저항기는 무엇입니까?
- 풀업 및 풀다운 저항은 무엇이며 왜 필요한가요?
- 풀업 및 풀다운 저항을 사용하는 위치 및 방법
- 풀업 저항기
- 저항을 내리십시오
- 풀업 및 풀다운 저항의 실제 값 계산
- 실제 예
- 풀업 및 풀다운 저항에 대한 추가 정보
저항기는 무엇입니까?
저항기는 전류 제한 장치이며 전자 회로 및 제품에 많이 사용됩니다. 전류가 흐를 때 저항을 제공하는 수동 부품입니다. 다양한 유형의 저항이 있습니다. 저항은 Ω 부호와 함께 옴 단위로 측정됩니다.
풀업 및 풀다운 저항은 무엇이며 왜 필요한가요?
디지털 회로를 고려하면 핀은 항상 0 또는 1입니다. 어떤 경우에는 상태를 0에서 1로 또는 1에서 0으로 변경해야합니다. 두 경우 모두 디지털 핀을 0으로 유지해야합니다. 그런 다음 상태를 1로 변경하거나 0을 유지 한 다음 1로 변경해야합니다. 두 경우 모두 디지털 핀을 ' High '또는 ' Low ' 로 만들어야 하지만 부동 상태로 둘 수는 없습니다.
따라서 각각의 경우 상태는 아래와 같이 변경됩니다.
이제 High 및 Low 값을 실제 전압 값으로 대체하면 High는 로직 레벨 HIGH (5V라고 가정)가되고 Low는 접지 또는 0v가됩니다.
풀업 저항은 (는 5V입니다 위의 이미지에서) 높은이나 로직 레벨로 디지털 핀의 기본 상태를 만드는 데 사용되며 풀다운 저항은 정확히 반대, 그것은 디지털의 기본 상태를 만드는 않는다 핀을 Low (0V)로 설정합니다.
그러나 왜 우리는 이러한 저항이 필요 합니까? 디지털 로직 핀을 로직 레벨 전압에 직접 연결하거나 아래 이미지와 같이 접지에 연결할 수 있습니까?
글쎄, 우리는 이것을 할 수 없습니다. 디지털 회로는 저 전류에서 작동하므로 로직 핀을 공급 전압 또는 접지에 직접 연결하는 것은 좋은 선택이 아닙니다. 직접 연결은 결국 단락과 마찬가지로 전류 흐름을 증가시키고 권장하지 않는 민감한 논리 회로를 손상시킬 수 있습니다. 전류 흐름을 제어하려면 풀다운 또는 풀업 저항이 필요 합니다. 풀업 저항을 사용하면 공급 전압 소스에서 디지털 입력 핀으로 전류 흐름을 제어 할 수 있으며, 여기서 풀다운 저항은 디지털 핀에서 접지로의 전류 흐름을 효과적으로 제어 할 수 있습니다. 동시에 두 저항, 풀다운 및 풀업 저항은 디지털 상태를 낮음 또는 높음으로 유지합니다.
풀업 및 풀다운 저항을 사용하는 위치 및 방법
디지털 로직 핀이 접지 및 VCC와 단락 된 위의 마이크로 컨트롤러 이미지를 참조하여 풀업 및 풀다운 저항을 사용하여 연결을 변경할 수 있습니다.
기본 로직 상태가 필요하고 일부 상호 작용 또는 외부 주변 장치에 의해 상태를 변경하려는 경우 풀업 또는 풀다운 저항을 사용한다고 가정합니다.
풀업 저항기
기본적으로 높은 상태가 필요하고 외부 상호 작용에 의해 상태를 Low로 변경하려면 아래 이미지와 같은 풀업 저항을 사용할 수 있습니다.
디지털 로직 입력 핀 P0.5는 스위치 SW1을 사용하여 로직 1 또는 하이에서 로직 0 또는 로우로 전환 할 수 있습니다. R1 저항은 풀업 저항으로 작용한다. 그것은 5V의 공급 소스에서 논리 전압과 연결됩니다. 따라서 스위치를 누르지 않을 때 논리 입력 핀은 항상 기본 전압이 5V이거나 스위치를 누르고 핀이 접지로 단락되어 논리 Low가 될 때까지 핀이 항상 High입니다.
그러나 우리가 언급했듯이 핀은 접지 또는 Vcc로 직접 단락 될 수 없습니다. 이는 결국 단락 상태로 인해 회로가 손상 될 수 있기 때문입니다. 그러나이 경우에는 닫힌 스위치를 사용하여 다시 접지로 단락됩니다. 하지만 잘보세요. 실제로 단락되는 것은 아닙니다. 옴 법칙에 따라 풀업 저항으로 인해 소량의 전류가 소스에서 저항 및 스위치로 흐른 다음 접지에 도달하기 때문입니다.
이 풀업 저항을 사용하지 않으면 스위치를 눌렀을 때 출력이 접지로 직접 단락되고 반면에 스위치가 열리면 로직 레벨 핀이 플로팅되어 바람직하지 않게 만들 수 있습니다. 결과.
저항을 내리십시오
풀다운 저항도 마찬가지입니다. 풀다운 저항이 연결과 함께 표시되는 아래 연결을 고려하십시오.
위 이미지에서는 정반대의 일이 일어나고 있습니다. 접지 또는 0V에 접속되어 풀다운 저항 R1. 따라서 스위치를 누르고 로직 레벨 핀이 하이가 될 때까지 디지털 로직 레벨 핀 P0.3을 기본값 0으로 만듭니다. 이 경우, 닫힌 스위치와 풀다운 저항을 사용하여 5V 소스에서 접지로 소량의 전류가 흐르므로 로직 레벨 핀이 5V 소스와 단락되는 것을 방지합니다.
따라서 다양한 로직 레벨 회로에 대해 풀업 및 풀다운 저항을 사용할 수 있습니다. 다양한 임베디드 하드웨어, 단일 와이어 프로토콜 시스템, 마이크로 칩의 주변 장치 연결, Raspberry Pi, Arduino 및 다양한 임베디드 섹터와 CMOS 및 TTL 입력에서 가장 일반적입니다.
풀업 및 풀다운 저항의 실제 값 계산
이제 풀업 및 풀다운 저항을 사용하는 방법을 알고 있으므로 해당 저항의 값은 얼마입니까? 그러나 많은 디지털 로직 레벨 회로에서 2k ~ 4.7k 범위의 풀업 또는 풀다운 저항을 볼 수 있습니다. 그러나 실제 가치는 무엇입니까?
이것을 이해하려면 논리 전압이 무엇인지 알아야합니다. 로직 로우라고하는 전압은 얼마이고 로직 하이는 얼마입니까?
다양한 로직 레벨에 대해 다양한 마이크로 컨트롤러는 로직 하이 및 로직 로우에 대해 서로 다른 범위를 사용합니다.
트랜지스터-트랜지스터 로직 (TTL) 레벨 입력을 고려하면 아래 그래프는 로직 하이 결정을위한 최소 로직 전압과 로직을 0 또는 로우로 감지하기위한 최대 로직 전압을 보여줍니다.
보시다시피 TTL 로직의 경우 로직 0의 최대 전압은 0.8V 입니다. 따라서 0.8V 미만을 제공하면 로직 레벨이 0으로 허용됩니다. 반면에 2V 이상을 최대 5.25V까지 제공하면 로직이 High로 허용됩니다. 그러나 0.8V ~ 2V에서는 빈 영역이며 해당 전압에서는 로직이 High 또는 Low로 허용된다는 것을 보장 할 수 없습니다. 따라서 안전 측면을 위해 TTL 아키텍처에서는 0V ~ 0.8V를 Low로, 2V ~ 5V를 High로 받아들입니다. 이는 해당 한계 전압에서 로직 칩에 의해 Low 및 High가 인식된다는 것을 보장합니다.
값을 결정하기위한 공식은 간단한 옴 법칙입니다. 옴 법칙에 따라 공식은 다음과 같습니다.
V = 나 x R R = V / I
풀업 저항 의 경우 V는 소스 전압이됩니다. 즉, High로 허용되는 최소 전압입니다.
그리고 전류는 로직 핀에 의해 잠긴 최대 전류가됩니다.
그래서, R 풀업 = (V 공급 – V H (분)) / I 싱크
V supply 가 공급 전압이고 V H (min) 는 High로 허용되는 최소 전압이고 I sink 는 디지털 핀에 의해 싱크 되는 최대 전류입니다.
풀다운 저항에도 동일하게 적용됩니다. 그러나 공식에는 약간의 변화가 있습니다.
R 풀업 = (V L (최대) – 0) / I 소스
여기서 (V L (max) 최대 전압은 로직 Low로 허용되고 I 소스 는 디지털 핀에서 공급되는 최대 전류입니다.
실제 예
공급 소스가 3.3V이고 허용 가능한 논리 고전압이 3V 인 논리 회로가 있고 최대 30uA의 전류를 싱크 할 수 있다고 가정하면 다음 과 같은 공식을 사용하여 풀업 저항 을 선택할 수 있습니다.
이제 회로가 최대 로직 저전압으로 1V를 받아들이고 최대 200uA의 전류를 소싱 할 수있는 위에서 언급 한 동일한 예를 고려하면 풀다운 저항 은 다음과 같습니다.
풀업 및 풀다운 저항에 대한 추가 정보
풀업 또는 풀다운 저항을 추가하는 것 외에도 현대의 마이크로 컨트롤러는 마이크로 컨트롤러 장치 내부에있는 디지털 I / O 핀을위한 내부 풀업 저항을 지원합니다. 최대의 경우 풀업이 약하지만 전류가 매우 낮음을 의미합니다.
종종 2 개 또는 3 개 이상의 디지털 입력-출력 핀에 대해 풀업이 필요합니다.이 경우 저항 네트워크가 사용됩니다. 통합이 쉽고 핀 수가 적습니다.
저항 네트워크 또는 SIP 저항 이라고합니다.
이것은 저항 망 의 상징입니다. 핀 1은 저항 핀과 연결되며,이 핀은 풀업 용 VCC 또는 풀다 운용 접지에 연결되어야합니다. 이 SIP 저항을 사용하면 개별 저항이 제거되어 기판의 부품 수와 공간을 줄일 수 있습니다. 수 옴에서 킬로 옴에 이르는 다양한 값으로 제공됩니다.