上拉电阻错误导致的51单片机异常分析

                                                                                                   
  在电路设计中，为了将电阻钳位维持在高电平，会借助上拉电阻来实现电阻的稳定，因此上拉电阻开始大量出现在电路设计中。本文从以键盘电路实例为切入点，为大家分析一种由于上拉电阻位置原因导致51单片机电路无法正常运行的情况。
        首先让我们来看一看这个键盘电路的原理图，如图1所示。

图1

        在按键没有被按下时，端口为低电平，按下按键的时候端口上接高电平。但电路却没有正常工作，出现了问题。
        下面就来分析一下问题所在。首先，将电源直接接到端口上是绝对不可以的。当按下按键时，会有很大的电流进入单片机。在工程上，这种往往应该加限流电阻，一般选择1K即可。
        但也不能选择太大的电阻，因为电阻上面压降太大，造成输入低于应有的高电平，造成错误。
        其次，即便添加限流，电路也是不能工作的。检查AT89C51的DataSheet就会发现技术手册中提到：P0口是没有上拉电阻的端口。P1、P2、P3口带有上拉电阻。
        这就是问题所在，那么什么是上拉电阻呢？

        

图2 外线接收的电路图

        图2为红外线接收的电路图，图中的电阻就是上拉电阻。我们可以试图理解一下51单片机P2口的这个上拉电阻为这种形式：

        

图3

        图3中的R就是上拉电阻。如果按照文章开头的例子中那样设计电路，电路便会变成以下的形式：

图4

        从图4中可以清晰的看出，不管按键是否按下，IO端口上都是高电平。问题就在这里，回头检测本例中的IO端口电平在按下按键前后的变化，可以发现不管是否按下按键，都为高电平。
        由此可知，在进行电路设计之前，对所需各类器件的DataSheet进行充分了解还是非常有必要的，因为其中的一些小细节就极有可能决定整个设计是否能够顺利运行，希望大家能够在使用51单片机之前阅读到本文，从而避免不必要的错误。