Resistencia de pull-up: ¿por qué el pin de entrada se pone a tierra cuando el interruptor está cerrado? [cerrado]

En realidad, para confundirte más ..

Uno, es la corriente que entra en el pin, y el cero es la corriente que sale del pin. Por un lado, debe suministrar la corriente correcta para mantener la entrada a un voltaje suficientemente alto. Para un nivel bajo, debe extraer suficiente corriente para mantener el voltaje de entrada lo suficientemente bajo.

Cuando el interruptor está abierto, una pequeña corriente fluye hacia el pin 1 y finalmente termina en el suelo a través del dispositivo. Si la resistencia no es demasiado grande, la caída de tensión en la resistencia será pequeña y la tensión en el pin estará cerca de Vcc, o más exactamente, lo suficientemente por encima del umbral lógico de alto nivel.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Cuando el interruptor está cerrado, obviamente la corriente fluye a través de la resistencia a tierra, pero hay otra ruta de corriente simultánea desde Vcc a través del dispositivo, hacia afuera del pin, a través del interruptor a tierra. Dado que, con un interruptor, el pin está conectado a tierra, el voltaje en el pin será de cero voltios con respecto a esa tierra.

^{simular este circuito}

Observe que cuando se cierra el interruptor, la resistencia no hace nada útil para la potencia que está disipando.

Para un dispositivo TTL estándar (no CMOS), la corriente de nivel lógico cero que sale del pin es MUCHO más grande que la corriente de alto nivel que ingresa al pin. Para las piezas CMOS, las corrientes de alto y bajo nivel son casi equivalentes y muy pequeñas, ya que todo lo que hacen es mantener la carga, o la falta de carga, en la capacitancia de entrada del dispositivo.

Como dice @MD, puedes considerarlo como un potencial divisor:

Cuando el interruptor está apagado, la resistencia del interruptor será muy alta (probablemente mucho más grande que 100Mohm).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si usamos la ecuación del divisor, podemos encontrar el voltaje en la entrada del inversor:

V = Vin * (R2) / (R1 + R2) = 5 * 100,000,000 / (10,000 + 100,000,000) = 4.9995V, que es básicamente 5V.

Cuando el interruptor está cerrado:

^{simular este circuito}

Podemos usar de nuevo la fórmula divisoria: V = Vin * (R2) / (R1 + R2) = 5 * 0.01 / (10,000 + 0.01) = 0.00000499V, que es básicamente 0V.

  

Pero, ¿por qué 1 no se transfiere a Vcc cuando el circuito está cerrado?

Si lo desea, considere que el interruptor cerrado es una resistencia con un valor muy bajo, probablemente de 1 ohmio o inferior. Puede consultar la hoja de datos para obtener la máxima resistencia para el interruptor que realmente planea usar en su circuito.

Ahora tienes un divisor de voltaje, y

$$ V_1 = V_ {cc} \ frac {R_ {sw}} {R_ {sw} + R_1} $$

Dado que \ $ R_ {sw} \ $ es (suponemos) alrededor de 1 ohm y \ $ R_1 \ $ es 10 kilohms, si \ $ V_ {cc} \ $ es 5 V obtenemos aproximadamente 0.5 mV en 1 , que está muy por debajo del umbral para un bajo lógico.

Para una comprensión intuitiva, podría ser útil extraer la antigua analogía de tuberías de agua . Así que vamos a reemplazar la electricidad en su circuito con agua:

Sus cables ahora son mangueras por donde fluye el agua. Vcc es un grifo conectado a la plomería de su casa. El suelo es un desagüe.

La resistencia es una bobina de tubo realmente estrecho que solo permite que el agua se filtre lentamente. El interruptor es una válvula que se puede abrir o cerrar. La compuerta NO, que básicamente actúa como un sensor de voltaje, ahora es un medidor de presión de agua.

La parte importante que se debe recordar acerca de la analogía del agua es esta: La corriente es el flujo. El voltaje es presión.

Ahora, primero veamos qué sucede cuando abrimos el grifo y cerramos la válvula. Por supuesto, el agua del grifo fluirá hacia la manguera hasta que llegue a la tubería estrecha. El tubo reducirá la velocidad del flujo de agua y hará que se acumule presión en la manguera que se alimenta, pero un poco de agua seguirá goteando lentamente. Este chorrito de agua llegará a la válvula de drenaje (y al manómetro, que está conectado a la misma manguera), pero como la válvula está cerrada, no puede continuar.

Por lo tanto, la presión en la manguera entre el tubo y la válvula se acumulará lentamente, hasta que sea igual a la presión en el otro lado del tubo (y a la presión en la red de suministro de agua que alimenta el grifo). En ese momento, toda el agua estará a la misma presión, no habrá más flujo y el medidor de presión registrará una presión alta igual a la de la tubería de su casa.

A continuación, vamos a abrir la válvula de drenaje. Ahora, toda el agua en la manguera entre el tubo y la válvula puede fluir hacia afuera y la presión caerá.

Sin embargo, el agua en la manguera entre el grifo y la tubería todavía estará a alta presión, y así comenzará a fluir a través de la tubería. Pero como el tubo es estrecho, el agua no puede fluir a través de él muy rápido y solo saldrá un chorrito de agua.

Y el agua que gotea saldrá de inmediato a través de la válvula abierta y bajará por el desagüe, tan rápido como sale de la tubería. Por lo tanto, a pesar del goteo de agua que sale de la tubería, el medidor de presión mostrará aproximadamente cero.