單片機的引腳，可以用程序來控製，輸出高、didianping，zhexiekesuanshidanpianjideshuchudianya。danshi，chengxukongzhibuledanpianjideshuchudianliu。danpianjideshuchudianliu，hendachengdushangshiqujueyuyinjiaoshangdewaijieqijian。

單片機輸出低電平時
，將允許外部器件，向單片機引腳內灌入電流
，這個電流，稱為“灌電流”，外部電路稱為“灌電流負載”
；單片機輸出高電平時，則允許外部器件，從單片機的引腳，拉出電流，這個電流，稱為“拉電流”，外部電路稱為“拉電流負載”。

這些電流一般是多少
？最大限度是多少？這就是常見的單片機輸出驅動能力的問題。

早期的51係列單片機的帶負載能力，是很小的
，僅僅用“能帶動多少個TTL輸入端”來說明的。P1、P2和P3口，每個引腳可以都帶動3個TTL輸入端，隻有P0口的能力強
，它可以帶動8個！
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分析一下TTL的輸入特性，就可以發現，51單片機基本上就沒有什麼驅動能力。它的引腳

，甚至不能帶動當時的LED進行正常發光。記得是在AT89C51單片機流行起來之後
，做而論道才發現：單片機引腳的能力大為增強，可以直接帶動LED發光了。

從AT89C51單片機的PDF手冊文件中可以看到
，穩態輸出時，“灌電流”的上限為：
Maximum IOL per port pin: 10 mA;
Maximum IOL per 8-bit port
ort 0: 26 mA,Ports 1, 2, 3: 15 mA;
Maximum total I for all output pins: 71 mA.

這裏是說：

每個單個的引腳
，輸出低電平的時候，允許外部電路，向引腳灌入的最大電流為10mA
；每個8位的接口(P1、P2以及P3)，允許向引腳灌入的總電流最大為15mA
，而P0的能力強一些，允許向引腳灌入的最大總電流為26mA；全部的四個接口所允許的灌電流之和，最大為71mA。

而當這些引腳“輸出高電平”的時候
，單片機的“拉電流”能力呢？可以說是太差了，竟然不到1mA。

結論就是：單(dan)片(pian)機(ji)輸(shu)出(chu)低(di)電(dian)平(ping)的(de)時(shi)候(hou)，驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)尚(shang)可(ke)，而(er)輸(shu)出(chu)高(gao)電(dian)平(ping)的(de)時(shi)候(hou)，就(jiu)沒(mei)有(you)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的(de)能(neng)力(li)。這(zhe)個(ge)結(jie)論(lun)是(shi)依(yi)照(zhao)手(shou)冊(ce)中(zhong)給(gei)出(chu)的(de)數(shu)據(ju)做(zuo)出(chu)來(lai)的(de)。

51單片機的這些特性，是源於引腳的內部結構
，引腳內部結構圖這裏就不畫了
，很多書中都有。

在芯片的內部，引腳和地之間
，有個三極管，所以引腳具有下拉的能力，輸出低電平的時候
，允許灌入10mA的電流；而引腳和正電源之間，有個幾百K的“內部上拉電阻”，所以，引腳在高電平的時候，能夠輸出的拉電流很小。特別是P0口，其內部根本就沒有上拉電阻，所以P0口根本就沒有高電平輸出電流的能力。

哦
，明白了，外接電路如果是“拉電流負載”，要求單片機輸出高電平時發揮作用，那就必須用“上拉電阻”來協助
，產生負載所需的電流。
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下麵就專門說說上拉電阻存在的問題。

從上麵提到D2發光，是由上拉電阻R2提供的電流，D2導通發光的電壓約為2V，那麼發光的電流就是：(5-2)/1K，約為3mA。

而當單片機輸出低電平(0V)
，D2不發光的時候，R2這個上拉電阻閑著了嗎?沒有!它兩端的電壓，比LED發光的時候還高
，現在是5V了，其中的電流
，是5mA!

注意到了嗎？LED不發光的時候，上拉電阻給出了更大的電流!並且
，這個大於正常發光的電流，全部灌入單片機的引腳了！如果在一個8位的接口
，安裝了8個1K的上拉電阻，當單片機都輸出低電平的時候，就有40mA的電流灌入這個8位的接口！如果四個8位接口，都加上1K的上拉電阻，最大有可能出現32×5=160mA的電流，都流入到單片機中！這個數值已經超過了單片機手冊上給出的上限。如果此時單片機工作不穩定，就是理所當然的了。

而且這些電流
，都是在負載處於無效的狀態下出現的，它們都是完全沒有用處的電流
，隻是產生發熱、耗電大
、電池消耗快，等後果。

特別是現在
，都在提倡節能減排，低碳。

那麼
，把上拉電阻加大些
，可以嗎?

回答是：不行的
，因為需要它為拉電流負載提供電流。對於LED
，如果加大電阻，將使電流過小
，發光暗淡，就失去發光二極管的作用了。

對於D1，是灌電流負載
，單片機輸出低電平的時候
，R1、D1通路上會有灌電流;輸出高電平的時候
，那就什麼電流都沒有，此時就不產生額外的耗電。

綜上所述，灌電流負載，是合理的；而“拉電流負載”和“上拉電阻”會hui產chan生sheng很hen大da的de無wu效xiao電dian流liu，這zhe種zhong電dian路lu不bu合he理li。有you些xie網wang友you對dui上shang拉la電dian阻zu情qing有you獨du鍾zhong
，有you用yong沒mei用yong的de，都dou想xiang在zai引yin腳jiao上shang安an裝zhuang個ge上shang拉la電dian阻zu，甚shen至zhi還hai能neng說shuo出chu些xie理li由you：穩定性、速度。

其實，“上拉電阻”和“拉電流負載”電路
，是會對單片機係統造成不良後果的。筆者看過很多關於單片機引腳以及上拉電阻方麵的書籍、參考資料，基本上它們對於使用上拉電阻的弊病都沒有進行仔細的討論。

在此，鄭重向大家提出建議：設計單片機的負載電路，應該采用“灌電流負載”的電路形式
，以避免無謂的電流消耗。上拉電阻，僅僅是在P0口才考慮加不加的問題：當用P0口做為輸入口的時候，需要加上、當用P0口輸出高電平驅動MOS型負載的時候
，也需要加上
，其它的時候
，P0口也不用加入上拉電阻。在其它接口(P1、P2和P3)，都不應該加上拉電阻，特別是輸出低電平有效的時候，外接器件就有上拉的作用。

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