1.7 Pull up, Pull down 그리고 Open Collector

1.7 Pull up, Pull down 그리고 Open Collector

 

Pull up과 Pull down은 무언가를 힘겹게 올려서 유지, 무언가를 힘겹게 눌러서 유지한다의 의미이다.

 

• Pull up : 무언가를 힘겹게 올려서 유지한다.
• Pull down : 무언가를 힘겹게 눌러서 유지한다.

운동을 좋아하는 사람들은 Pull up, 즉 턱걸이의 의미를 잘 알 것이다.

 

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보통 디지털 시스템에서 pin에 인가되는 값이 Logic이 0일 때 그리고 Logic이 1일때 모두 동작할 수 있다. Logic이 0일 때 동작하는 pin을 Low Active, Logic이 1일 때 동작하는 pin을 High Active라고 한다.

 

• Low Active : Logic이 0일 때 동작. Logic 0 Active.
• High Active : Logic이 1일 때 동작. Logic 1 Active.

 

Low Active의 경우 데이터시트에 표시되는 방식이 있다. 예를 들어, 만약 CS (Chip Select)라는 pin이 Low Active일 때는  /, _N, -, * 등을 붙여서 CS/, CS_N, CS, CS* 등으로 표기하며 CS bar라고 읽는다. High Active의 경우에는 아무 것도 붙이지 않는다.

 

결국 정리하면, Low Acitve는 디폴트 값이 High이고 pin이 Low가 되었을 때 Acitve되는 것이고, High Active는 디폴트 값이 Low이고 pin이 High가 되었을 때 Active되는 것을 의미한다.

 

• Pull up

Low Acitve Pull Up

예를 들어보자. Digital Chip은 R에 비해 매우 큰 저항이라고 가정한다. 그 말은 즉슨, 3V의 대부분의 전압이 Digital Chip에 걸린다는 의미이다.

 

만약 이 Digital Chip이 Low Active라면 디폴트 값으로 High(3V)를 가지고(②번)  Digital Chip Input과 GND가 연결된면 전원이 On이 된다(①번).

 

• Pull down

 

HIgh Active Pull Down

반대로 High Active의 경우에는 평상시에는 Pull down 저항을 달아서 Low를 유지하다가(②번), Switch ON을 시켰을 때, High(3V)를 Digital Chip Input에 인가 시켜주는 것을 의미한다(①번).

 

 

 

결국 정리하면, Pull up과 Pull Down은 신호의 Default 값을 High와 Low 중 어느 것으로 할 것이냐의 문제이다.

Digital Chip이 Low Active의 경우 Input에 Pull Up 저항을 달아주고, High Acitve의 경우 Pull Down 저항을 달아준다.

 

글의 첫 부분에 있었던,

• Pull up : 무언가를 힘겹게 올려서 유지한다.
• Pull down : 무언가를 힘겹게 눌러서 유지한다.

을 다시 곱씹어보자.

 

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• Transistor와 Pull up & Pull down

앞에서 배운 트랜지스터의 스위칭 기능을 이용하여 Digital Chip(Slave)을 작동시켜보자.

Master의 출력 핀이 High일 때 Slave가 동작하고, Low일 때는 동작하지 않는다고 가정하자.

 

Slave 앞에 Pull up 저항이 달려있으므로 Low Acitve Digital Chip임을 알 수 있다.

 

Master Chip의 Output이 0V일 때, 혹시 모를 전압(노이즈 같은)이 걸려서 Base로 전류가 흐를 수가 있다. 이것을 방지하기 위해서 R1을 달아준다.

 

1. Slave On

Master의 출력핀에서 High가 나온다 -> Transistor가 On이 된다 -> Slave와 GND가 연결되어 Slave의 Input에 0V가 인가된다.

 

2. Slave Off

Master의 출력핀에서 Low가 나온다 -> Transistor가 Off가 된다 -> Vcc가 Slave의 Input에 인가된다.

 

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• Open Collector

이러한 스위치(Transistor)가 Master Chip의 내부에 아예 들어가있는 경우를 Open Collector라고 한다. Open Collector는 아래 그림과 같이 여러 개의 Master가 하나의 Slave와 연결될 때 유리하다.

 

Master 내부의 인버터는 Master가 High를 줄 때 Slave도 High를 받기 위함이다. 즉 헷갈리지 않게 하기 위해서 넣어둔 것이다.

 

두 개의 Master 중 하나만 Low가 되어도 out과 GND가 연결되기 때문에 out은 LOW가 된다.

 

논리가 OR과 같으며, 전문용어로 Wired OR 라고 불리며 여러개의 Master 출력을 한번에 묶을 수 있어서 회로도 간단해 지고, 서로 다른 Master의 출력을 Slave의 정격 규격을 Pull up에 의하여 쉽게 맞출 수가 있어 편리하게 이용된다고 한다.

 

1. Low Acitve는 디폴트 값이 High이고 pin이 Low가 되었을 때 Active되는 것이고, High Active는 디폴트 값이 Low이고 pin이 High가 되었을 때 Active되는 것을 의미한다.
2. Digital Chip이 Low Active의 경우 Input에 Pull Up 저항을 달아주고, High Acitve의 경우 Pull Down 저항을 달아준다.
3. Open Collector는 스위치(Transistor) 기능이 Master Chip의 내부에 아예 들어가있는 경우를 의미하고, 여러 개의 Master가 하나의 Slave와 연결될 때 유리하다.

 

참고 : http://recipes.egloos.com/4971029

Pull up, Pull down 그리고 Open Collector