51单片机P0口为什么要接上拉电阻？

Question

51单片机P0口为什么要接上拉电阻？
该如何接上拉电阻？
不接上拉电阻会怎样？
求大哥大姐用图解析上列问题，满意再加分。

Answer 1

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。

Answer 2

也不会怎样额额，要看你实现什么功能了。

 

如果你要驱动数码管，或者让二极管亮，需要的电流是5~10MA ，但是P0口输出电流不到1个毫安，是无法点亮发光二极管的。酱紫数码管二极管之类的就永远亮不起来了 

上拉电阻接法如上图，如果接上上拉电阻，阻值为1k，然后数码管下端如果是低电平，5-0=5v

5v除以1k=0.5mA，正好可以点亮灯

追问

不懂，你不是说 需要的电流是5~10mA ，为什么0.5mA？

追答

我错闹~~~不好意思，打错了 5v除以1k应该等于0.005安，就是5毫安 。。。

Answer 3

因为51单片机P0口内部是漏极开路型（作I/O口用时）。

上拉电阻一般用10K,一端接P0口中，一端接VCC，通常都用排阻方便些。

不接上拉电阻的话输出会不正常，比如输出高电平时得不到高电平 

追问

不懂P0口内部是怎样的？漏极开路是啥意思呢？

追答

类似于三极管的集电极开路，就是集电极与电源之间那个电阻没接。
其实原理大概知道就可以，主要是编程和外部电路接线。

Answer 4

因为P0口内部没有上拉，其它口有，你对比书本上两都的IO结构图就知道了。