高阻态 单片机中的高阻态到底什么意思？

我们第一次接触51单片机的时候，P0端口一定要加上拉电阻，否则P0就是高阻态。

我可能对这个问题感到困惑。为什么是高阻态？加拉力阻力？今天我就简单的解释一下这个概念。

高阻抗状态

高阻抗状态是数字电路中的一个常见术语，指的是电路的输出状态，既不高也不低。

如果高阻抗状态再次输入到下一级电路，对下一级电路没有影响，就像如果不连接，用万用表测量可能是高电平，也可能是低电平，这要看后面是什么。

高阻态的本质

在电路分析中，高阻抗状态可以解释为开路，可以认为是非常大的输出(输入)电阻。

其极限可以认为是悬空空，也就是说，理论上高阻态不是悬空空，而是对地或电源有很大电阻的状态。实际上和销悬挂空差不多。

高阻态的意义

当门输出的上拉管导通，下拉管截止时，输出为高电平，否则为低电平。

如果上拉管和下拉管都关断，输出端相当于悬空空(无电流流过)，其电平取决于外部电平，即门电路放弃对输出端电路的控制。

典型应用

在总线连接的结构上。总线上挂有多个设备，设备于总线以高阻的形式连接。这样在设备不占用总线时自动释放总线，以方便其他设备获得总线的使用权。　大部分单片机I/O使用时都可以设置为高阻输入。高阻输入可以认为输入电阻是无穷大的，认为I/O对前级影响极小，而且不产生电流（不衰减），而且在一定程度上也增加了芯片的抗电压冲击能力。高阻态常用表示方法：高阻态常用字母 Z 表示。

在一个系统或者一个整体中，我们经常定义一些参考点，就像我们经常说的海平面一样，在单个芯片中也是如此。不管我们说高水平还是低水平都是相对的。澄清这一点，可能就很容易理解这个问题了。

单片机中的高阻态

在单片机51中，输入输出端口的引脚与电源之间的连接是通过一对推挽场效应管实现的，而端口P1具有上拉电阻。单片机51的具体结构如下。

理论上，推挽结构可以很容易地实现大电流的输出，并通过调整管的参数来提高承载能力。两个管根据通断状态有四种不同的组合，上下管的导通相当于电源短路，在实际电路中是永远不会出现的。

逻辑电路方面，上管导通下管关断时IO直接与VCC相连，IO输出低电平0。在这种结构中，如果没有外部上拉电阻，输出0处于开漏状态(低阻状态)，因为I/O引脚是通过一个管接地，而不是直接通过导线连接，一般MOS在导通状态下也有Mω极的导通电阻。

这里很清楚，低阻态和高阻态都是相对而言的。通过将下管置于关闭状态，可以将GND和输入/输出端口隔离到打开状态。此时一对推拉管处于关闭状态。如果忽略读取逻辑，I/O端口的引脚相当于与MCU内部电路的开路。考虑到实际MOS关断时会有一点漏电流，称为“高阻态”。

由于管道的PN结截面造成结电容的影响，有些数据也会被称为“浮空”。通过I/O口对电容充电需要一定的时间，所以IO引脚对地的真实电压类似于水波漂浮的浮标，电压不仅与外部输入有关，还与时间有关，在高频时不可忽略。

总之，高阻态是一个相对的概念。当我们使用它的时候，我们只需要按照要求去做。我们再加上拉，我们再加上。有道理。