单片机中P0口作为输出为什么要上拉电阻？

51单片机P0口为什么要接上拉电阻？~

P0口和其它三个口的内部电路是不同的，如下图

P0口是接在两个三极管D0和D1之间的，而P1－P3口的上部是接一个电阻的。P0口的上面那个三极管D0是在进扩展存储器或扩展总线时使用MOVX指令时才会控制它的导通和截止，在不用此指令时都是截止的。在平常我们使用如：P0_1=0　P0_1=1这些语句时控制的都是下面那个三极管D1。我们先假设P1口接一个74HC373，来看一看它的等效图
当AT89S51的P1口上接了74HC373后就等于接了一个负载，如上图右边。一般来说这些数字电路的输入阻抗都很大，都在几百K到上兆欧姆，而P1口内的电阻R一般在几十K以内。

如上图，当我们发出指令P1＝0时，三极管D导通，见中间的等效图，这时P1点的电位为0。当发出P1＝1的指令后，三极管D截止，见右边等效图，因为Rx的阻值要比R的阻值大得多，因此P1点的电位是接近电源电压的。即高电平。
我们再来看看P0口接负载时的图

当P0＝0时，等效图是中间的，三极管D1导通，P0点的电位为0。而当P0＝1时，等效图是右边的，三极管D1截止，而上面的三极管D0始终是截止的，这样P0点就等效于悬空了，它处在不稳定状态，P0点又是RX的高阻抗输入点，很容易受到外界和周围电路的干扰从而直接影响到74HC373的输出状态。因此就得加上个电阻。如下图


加上电阻Rc后，电路的状态就和P1口一样了，这个电阻Rc就是上拉电阻。
但你如果只是为了让P0口驱动个发光管，那电路可以直接简化成下图那样。S51内部的电流最好不超过15mA，如果发光管的电压为2.2V那电阻就是（5-2.2)÷15＝0.18K，也就是180欧姆。

当P0＝0时P0点为低电位，发光管亮起，流过D1的电流约为15mA。当P0＝1时，P0点为悬空，但发光管和180欧电阻都是低阻抗元件，P点电位就为高电位，再说也无任何输出影响，因此这样电路是可以的。
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。

从零学51单片机2-什么是上拉电阻？P0口为什么要加上拉电阻？非常详细深入的讲解，不容错过。

上拉电阻就是从电源高电平引出的电阻接到输出。P0口作为IO口输出的时候时输出低电平为0输出高电平为高组态(并非5V，相当于悬空状态)。也就是说PO口不能真正的输出高电平，给所接的负载提供电流，因此必须接上拉电阻(一电阻连接到VCC)，由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流。

由于P0口内部没有上拉电阻，是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供，绝大多数情况下P0口是必需加上拉电阻的。

扩展资料：

如果电平用OC(集电极开路，TTL)或OD(漏极开路，CMOS)输出，那么不用上拉电阻是不能工作的， 这个很容易理解，管子没有电源就不能输出高电平了。 

如果输出电流比较大，输出的电平就会降低（这是电路中已经有了一个上拉电阻的情况下，但是电阻太大，压降太高），就可以用上拉电阻提供电流分量， 把电平“拉高”。其实这些都是按需要，工作在线性范围的上拉电阻不能太小，当然也会用这个方式来实现门电路电平的匹配。

参考资料：百度百科-上拉电阻

上拉电阻：就是从电源高电平引出的电阻接到输出
1，如果电平用OC(集电极开路，TTL)或OD(漏极开路，COMS)输出，那么不用上拉电阻是不能工作的， 这个很容易理解，管子没有电源就不能输出高电平了。
2，如果输出电流比较大，输出的电平就会降低（电路中已经有了一个上拉电阻，但是电阻太大，压降太高），就可以用上拉电阻提供电流分量， 把电平“拉高”。（就是并一个电阻在IC内部的上拉电阻上， 让它的压降小一点）。当然管子按需要该工作在线性范围的上拉电阻不能太小。当然也会用这个方式来实现门电路电平的匹配。
需要注意的是，上拉电阻太大会引起输出电平的延迟。（RC延时）
一般CMOS门电路输出不能给它悬空，都是接上拉电阻设定成高电平。

下拉电阻：和上拉电阻的原理差不多， 只是拉到GND去而已。 那样电平就会被拉低。 下拉电阻一般用于设定低电平或者是阻抗匹配(抗回波干扰)。

P0口：是一组8位漏极开路双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“I”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash编程时，P0口接受指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

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莱芜市18877311855： 单片机中P0口作为输出为什么要上拉电阻? - ？
易满谷苏： 上拉电阻:就是从电源高电平引出的电阻接到输出 1,如果电平用OC(集电极开路,TTL)或OD(漏极开路,COMS)输出,那么不用上拉电阻是不能工作的, 这个很容易理解,管子没有电源就不能输出高电平了. 2,如果输出电流比较大,...

莱芜市18877311855： 51单片机P0口为什么要接上拉电阻? - ？
易满谷苏： 对比上面两个图,他们都是某个引脚的内部结构原理图,主要看锁存器Q和Q'端,和场效应管部分,锁存器是数字电路的知识,场管是模电,不懂就学下.图中场管控制极为高电平时导通,从而引脚处电位等于接地的电位等于0,就输出0,.第一个图中,你看一下高电平时候,P0口引脚电流小,应该5mA吧,它的电压小,所以必须加个电阻,电流乘上电阻1K*5mA=5V,第二个图是通过截止掉场管,使得电位等于VCC电位等于5V.所以说P0口不加上拉电阻没有办法输出高电平,但是能输出低电平

莱芜市18877311855： 作为IO口,P0口为何需要上拉电阻,P1不需要 - ？
易满谷苏： 其实,这个问题也只限于传统的51单片机,如8031,AT89C51. 因为P0口,是为了扩展外部存储器时,用作数据线的,因此内部作了准双向口,即是开漏输出的,就不能有上拉电阻. 但是,当P0口作为I/O口使用时,就必须在外部加上拉电阻,这样才能有高电平输出. 而其余的P1,P·2,P3在内部已经加了上拉电阻了,所以,在外部就不用再加了. 新型的STC单片机在P0口内部也加了上拉电阻了,在外部用不用加了,方便多了.

莱芜市18877311855： 为什么51单片机P0口有时候要加上拉电阻才能用,有些芯片直接可以接P0口不用上拉电阻就可以用 - ？
易满谷苏： 因为最初的51单片机P0口设计成开漏极的结构,这样可以通过加个上拉电阻就能兼容不同的电平标准. 现在这种方式貌似也不太实用,就把这个结构去掉了,都改成跟其他的IO一样的结构了. 就不用加上拉电阻了,比较典型的就是AT89C51需要上拉 STC89C51不需要

莱芜市18877311855： 单片机出口为什么要接上拉电阻 - ？
易满谷苏： 有些单片机,由于为了某些功能的实现,内部电路的结构并不支持输出高电位,于是作为普通io输出的时候就要接上拉电阻,实现高点位的输出,不然就会无法输出高电位

莱芜市18877311855： 51单片机P0口需上拉电阻输出是什么意思? - ？
易满谷苏： P0口作为I/O口输出的时候时 输出低电平为0 输出高电平为高组态(并非5V,相当于悬空状态).也就是说P0 口不能真正的输出高电平,给所接的负载提供电流,因此必须接上拉电阻(一电阻连接到VCC),由电源通过这个上拉电阻给负载提供电流.

莱芜市18877311855： 51单片机为什么P0口需要加上拉电阻,不加电阻不能输出高电平吗?还是什么意思,其他端口呢 - ？
易满谷苏： 上接电阻作用.1当输出高电位时,通过电阻产生高电位.2为后级电路提供必要的电流.

莱芜市18877311855： 为什么51单片机P0口有时候要加上拉电阻才能用,有些芯片直接可以接P0口不用上拉电阻就 ... - ？
易满谷苏： 建议你看一下关于P0口,P1、2、3口的局部电路,关于原因,只能简单的说,P0口是内部没有上拉电阻的,而其他三个口有了内部上拉电阻.但是在使用上,如果P0口作为分时复用口的话,就不需要上拉电阻了,但是作为输入输出口,P0口要在外电路设计上上拉电阻,但是为保险起见,作为输入输出口时,其他三个口也要在外电路设计上拉电阻.

莱芜市18877311855： 89C51单片机的P0输出端口为嘛要上拉电阻? - ？
易满谷苏： 上拉电阻是为了给你的LED或其他电路提供高电平以及和适的驱动电流用的. 先看看P0口的电路图: 由上图可以看到,P0作为IO口时,连接的是V2,而V1是断开的,也就是说,P0的IO上只有V1的漏电流,这个电流是很小的,如果你的LED是共阴接法,是不足以驱动LED发光的.但是,如果你的LED是共阳的,是可以通过输出0让LED发光. 但是其他IO口为什么可以直接驱动共阴接法的LED发光呢,因为其他IO的输出上接了上拉电阻的,看下面这张图. 看到了么,P0不能驱动LED是因为P0口是开漏结构,P3口可以驱动LED,是因为P3口是内部上拉结构.

莱芜市18877311855： 51单片机p0口为什么接上拉电阻 - ？
易满谷苏： 简单的说,P0输出高电平时,由于内部结构,只能输出高阻态.所以外接上拉电阻.