单片机的引脚，能够用程序来操控，输出高、低电平，这些可算是单片机的输出电压。可是，程序操控不了单片机的输出电流。 单片机的输出电流，很大程度上是取决于引脚上的外接器材。单片机输出低电平时，将答应外部器材，向单片机引脚内灌入电流，这个电流，称为“灌电流”，外部电路称为“灌电流负载”;单片机输出高电平时，则答应外部器材，从单片机的引脚，拉出电流，这个电流，称为“拉电流”，外部电路称为“拉电流负载”。这些电流一般是多少?最大极限是多少? 这便是常见的单片机输出驱动才能的问题。
前期的 51 系列单片机的带负载才能，是很小的，仅仅用“能带动多少个 TTL 输入端”来阐明的。P1、P2 和 P3口，每个引脚能够都带动 3 个 TTL 输入端，只要 P0 口的才能强，它能够带动 8 个!剖析一下 TTL 的输入特性，就能够发现，51 单片机基本上就没有什么驱动才能。它的引脚，乃至不能带动其时的 LED 进行正常发光。记住是在 AT89C51 单片机流行起来之后，做而论道才发现：单片机引脚的才能大为增强，能够直接带动 LED 发光了。
看看下图，图中的 D1、D2 就能够不经其它驱动器材，直接由单片机的引脚操控发光显现。
尽管引脚现已能够直接驱动 LED 发光，可是且慢，先别太高兴，仍是看看 AT89C51 单片机引脚的输出才能吧。
从 AT89C51 单片机的 %&&&&&% 手册文件中能够看到，稳态输出时，“灌电流”的上限为：
Maximum IOL per port pin: 10 mA;
Maximum IOL per 8-bit port:Port 0: 26 mA,Ports 1, 2, 3: 15 mA;
Maximum total I for all output pins: 71 mA.
这儿是说：
每个单个的引脚，输出低电平的时分，答应外部电路，向引脚灌入的最大电流为 10 mA;
每个 8 位的接口(P1、P2 以及 P3)，答应向引脚灌入的总电流最大为 15 mA，而 P0 的才能强一些，答应向引脚灌入的最大总电流为 26 mA;
悉数的四个接口所答应的灌电流之和，最大为 71 mA。
而当这些引脚“输出高电平”的时分，单片机的“拉电流”才能呢? 能够说是太差了，居然不到 1 mA。序幕便是：单片机输出低电平的时分，驱动才能尚可，而输出高电平的时分，就没有输出电流的才能。这个序幕是按照手册中给出的数据做出来的。
51 单片机的这些特性，是源于引脚的内部结构，引脚内部结构图这儿就不画了，许多书中都有。在芯片的内部，引脚和地之间，有个三极管，所以引脚具有下拉的才能，输出低电平的时分，答应灌入 10mA 的电流;而引脚和正电源之间，有个几百K的“内部上拉电阻”，所以，引脚在高电平的时分，能够输出的拉电流很小。特别是 P0 口，其内部根本就没有上拉电阻，所以 P0 口根本就没有高电平输出电流的才能。
再看看上面的电路图：图中的 D1，是接在正电源和引脚之间的，这就归于灌电流负载，D1 在单片机输出低电平的时分发光。这个发光的电流，能够用电阻操控在 10 mA 之内。图中的 D2，是接在引脚和地之间的，这归于拉电流负载，D2 应该在单片机输出高电平的时分发光。可是单片机此刻几乎没有输出才能，有必要选用外接“上拉电阻”的方法来供给 D2 所需的电流。
哦，理解了，外接电路假如是“拉电流负载”，要求单片机输出高电平时发挥效果，那就有必要用“上拉电阻”来帮忙，发生负载所需的电流。
下面做而论道就专门说说上拉电阻存在的问题。从上面的图中能够看到，D2 发光，是由上拉电阻 R2 供给的电流，D2 导通发光的电压约为 2V，那么发光的电流便是：(5 – 2) / 1K，约为 3mA。而当单片机输出低电平(0V)，D2 不发光的时分，R2 这个上拉电阻闲着了吗? 没有!它两头的电压，比 LED 发光的时分还高，现在是 5V 了，其间的电流，是 5mA !
注意到了吗? LED 不发光的时分，上拉电阻给出了更大的电流!并且，这个大于正常发光的电流，悉数灌入单片机的引脚了!假如在一个 8 位的接口，装置了 8 个 1K 的上拉电阻，当单片机都输出低电平的时分，就有 40mA 的电流灌入这个 8 位的接口!假如四个 8 位接口，都加上 1K 的上拉电阻，最大有或许呈现 32 × 5 = 160mA 的电流，都流入到单片机中!这个数值现已超过了单片机手册上给出的上限。假如此刻单片机作业不稳定，便是天经地义的了。并且这些电流，都是在负载处于无效的状态下呈现的，它们都是彻底没有用途的电流，仅仅发生发热、耗电大、电池耗费快…等结果。，特别是现在，都在发起节能减排，低碳…。
那么，把上拉电阻加大些，能够吗?
答复是：不可的，由于需求它为拉电流负载供给电流。关于 LED，假如加大电阻，将使电流过小，发光昏暗，就失掉发光二极管的效果了。
关于 D1，是灌电流负载，单片机输出低电平的时分，R1、D1 通路上会有灌电流;输出高电平的时分，那就什么电流都没有，此刻就不发生额定的耗电。
综上所述，灌电流负载，是合理的;而“拉电流负载”和“上拉电阻”会发生很大的无效电流，这种电路不合理。有些网友对上拉电阻情有独钟，有用没用的，都想在引脚上装置个上拉电阻，乃至还能说出些理由：稳定性啦、速度啦…。其实，“上拉电阻”和“拉电流负载”电路，是会对单片机体系形成不良结果的。做而论道看过许多关于单片机引脚以及上拉电阻方面的书本、参考资料，基本上它们关于使用上拉电阻的弊端都没有进行细心的评论。
在此，做而论道慎重向我们提出主张：规划单片机的负载电路，应该选用“灌电流负载”的电路方式，以防止无谓的电流耗费。
上拉电阻，仅仅是在 P0 谈锋考虑加不加的问题：当用 P0 口做为输进口的时分，需求加上、当用 P0 口输出高电平驱动MOS 型负载的时分，也需求加上，其它的时分，P0 口也不必参加上拉电阻。在其它接口(P1、P2 和 P3)，都不应该加上拉电阻，特别是输出低电平有用的时分，外接器材就有上拉的效果。
