为搞清IO结构，首要看看上拉和下拉电阻的效果。
一、上拉电阻
上拉便是将不确认的信号经过一个电阻钳位在高电平!电阻一起起限流效果!下拉同理!
上拉电阻是用来处理总线驱动才干缺乏时供给电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流。
1、在用TTL电路驱动CMOS电路时，若TTL的高电平低于CMOS要求的高电平的门限值(1，TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平 是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是 0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。并且具有很宽的噪声容限。)，此刻需用上拉电阻来进步输出高电平的电压值 。
2、OC门有必要外加上拉电阻，才干运用。(OC门:三极管的叫集电极开路，场效应管的叫漏极开路，简称开漏输出。具有"线与"才干,有0得0。 )
3、为加大输出管脚的驱动才干，单片机的引脚常接入上拉电阻，(AVR单片机可装备是否接上拉，51单片机P1 P2 P3均带上拉，P0口不带，所以用P0口做按键，液晶等应用时要自己加上上拉电阻，不然无法运用牢记)
4、CMOS芯片上为避免静电损坏，不必的管脚不能悬空，需求接上拉电阻下降输入阻抗，供给泄荷通路。
5、进步总线的搞电磁搅扰才干，悬空就简略就电磁搅扰。
二、上拉电阻阻值的挑选
1、为节省功耗或使灌电流满足大，阻值要大，电流小。
2、为确保满足的驱动电流，阻值要小，电流大。
3、关于高速电路，过大的上拉电阻或许导致边缘变得陡峭。
根据以上三点，一般选取上拉阻值为1K-10K。
三、上拉阻值的核算
OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来供给，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，规范作业电压是5V，输进口的凹凸电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时：
500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。假如输出口驱动电流较大，则阻值可减小，确保下拉时能低于0.8V即可。
当输出高电平时，疏忽管子的漏电流，两输进口需200uA
200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可到达2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参阅74HC系列
设计时管子的漏电流不行疏忽，IO口实践电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话归纳为：输出高电平时要喂饱后边的输进口，输出低电平不要把输出口喂撑了(不然剩余的电流喂给了级联的输进口，高于低电平门限值就不行靠了)
在数字电路中不必的输入脚都要接固定电平，经过1k电阻接高电平或接地。
四、51型单片机IO口
AVR的IO是真实双向IO结构，因为大部分网友都是从规范51转过来的，受规范51的准双向IO和布尔操作概念影响，没能把握AVR的IO操作，所以有必要撰文阐明一下
其实选用真实双向IO结构的新式MCU许多，常用的有 增强型51，PIC,AVR等，
先简略的回忆一下规范51的准双向IO结构
这种准双向IO结构的特点是
1 输出结构相似 OC门，输出低电平时，内部NMOS导通，驱动才干较强(800uA);输出高电平靠内部上拉电阻，驱动才干弱(60uA)。
2永久有内部电阻上拉(P0口在外)，高电平输出电流才干很弱，所以即便IO口长期短路到地也不会损坏IO口
(同理，IO口低电平输出才干较强,作低电平输出时不能长期短路到VCC)
3作输出时，输出低电平能够推进LED(也是很弱的)，输出高电平一般需求外接缓冲电路(所以LED多为共阳接法)
