电阻的特点是阻挡电能，电阻的关键参数有尺寸、阻值、精度和功率。电阻的应用场景非常多，都是围绕着电阻的特性来使用的。我们重点讲一下实际工作中遇到的电阻的功能，理论知识和计算公式就不赘述了。在初学者心目中，电阻就是拿来分压用的，但是实际项目中，绝大部分电阻都不是当作分压用的。
电阻的特点是阻挡电能，电阻的关键参数有尺寸、阻值、精度和功率。电阻的应用场景非常多，都是围绕着电阻的特性来使用的。我们重点讲一下实际工作中遇到的电阻的功能，理论知识和计算公式就不赘述了。
在初学者心目中，电阻就是拿来分压用的，但是实际项目中，绝大部分电阻都不是当作分压用的。
我们统计过，一个Android智能平台的硬件电路中，大约20%的电阻是做上拉下拉使用，30%的电阻做EMC和ESD使用，40%的电阻占位置和跳线，5%的电阻用来做电压采样，剩下的最多只有两三颗是用来做正经的分压用途。
且听我们一一道来：
1上拉下拉
上拉，就是把电路拉高到电源，下拉，就是把电路拉高到地。下面有几张参考图。
↑ 图：上拉电阻
↑I2C总线的上拉电阻，R709和R710。使I2C在无控状态下保持高电平。
↑ 图：上拉电阻
↑SDIO总线的上拉电阻，R610，R611，R613、R614。提升外设驱动能力。
↑ 图：下拉电阻
↑NMOS开关控制脚的下拉电阻，R732。使MOS管在无控状态下保持关闭。
↑ 图：下拉电阻
↑LDO开关的下拉电阻，R759。使LDO在无控状态下保持关闭。
上下拉的主要作用，一是让线路在无人控制的情况下维持在固定的状态，二是提升驱动能力。
关于无人控制，很多人会认为，系统开机之后，我配置了这个GPIO口，就可以控制了呀，为什么存在无人控制的情况呢？
对，开机之后都可以控制，但是系统刚上电，未开机，或者开机过程中，GPIO口却都是在无控状态。如果只供电但还没有开机，电源的控制脚是一个默认内部上拉的GPIO口，电源就被打开了，经常导致电流灌进还没有运行起来的其他GPIO内，导致上电漏电。
如果开机，开机的过程一般是：上电-复位-电源初始化-跑引导程序-内核运行-应用运行，用户配置代码要么在内核中，要么在应用程序中，改不到引导程序的。虽然前面无控的时间非常短，可能只有几百毫秒，但是有可能导致某些GPIO口的默认状态不对导致外部电源被意外打开，一样有可能出现漏电的情况。如果是灯的开关，就有可能在开机一瞬间灯亮一下，跑到程序设定的地方才会被关闭。
因此，对于开关脚（EN，enable），选择GPIO的时候要选择默认是关闭状态的GPIO口，保险起见应当预留一个开关上下拉的电阻，用来确保开关脚的默认状态是对的。
这类开关上下拉电阻，通常用于电源芯片的开关、灯的开关、模拟开关等控制脚上。
这种用法也会用在中断信号上，通过外加一个上拉电阻，使中断脚在没有输出的情况下保持高电平，一旦输出低电平，就会被拉下来。反之亦然。
这些上下拉电阻，通常在10KR-100KR之间，电阻小了会导致漏电大或者GPIO控制不了，电阻大了会导致和芯片内部上下拉冲突。GPIO输出电阻一般在10kR以下，内部上下拉一般在100KR上下。（实际上也是两个电阻分压的原理）
至于I2C的上拉，是协议要求的。I2C两根线要求默认是高电平，一旦被拉到低电平就会认为有数据要发送了。在I2C主机和从机都没有控制的情况下，需要维持在高电平。而I2C硬件上都是OC门，没办法自己上拉，因此需要外部上拉电阻。这种情况算是个特例。
SDIO接口，就是接SD卡、TF卡的接口，增加10KR-33KR的上拉电阻有助于提高驱动能力。某些小厂生产的比较水的SD卡和TF卡，会不容易被识别到，增加上拉能够减小不读卡的概率。
后面还会继续讲解：电阻的用法之ESD，EMC，0欧姆，跳线等使用方式
2. 0欧姆电阻用法
简介
没有比电阻更便宜的元器件了，因此电阻被广泛用于占位置和预留位置。如果没出问题，就继续用电阻，如果出了问题，再换成电感、磁珠等其他元器件。通常在电源线上，可以预留0R电阻。本身电阻的寄生电感就可以降低EMC辐射，以及减小电源被外部干扰的情况。如果0R电阻扛不住，那就换成相同尺寸的磁珠即可，能够把EMC能力再提升很多。磁珠比电阻贵10-15倍。
图：硬件工程师理论基础
没有比电阻更便宜的元器件了，因此电阻被广泛用于占位置和预留位置。如果没出问题，就继续用电阻，如果出了问题，再换成电感、磁珠等其他元器件。
↑ 图：Camera电源线上预留0R电阻
通常在电源线上，可以预留0R电阻。本身电阻的寄生电感就可以降低EMC辐射，以及减小电源被外部干扰的情况。如果0R电阻扛不住，那就换成相同尺寸的磁珠即可，能够把EMC能力再提升很多。磁珠比电阻贵10-15倍。
电源为什么会有辐射出来？因为设备工作的时候并不是固定不变的功耗，从微观时间来看，设备工作电流会随着时钟而抖动，电源则会跟着设备工作电流的变动而抖动。因此电源上必定会保留去耦电容，大部分时候会预留0R电阻或磁珠。对于一些超高频的供电，如CPU供电，还需要做电源高频阻抗仿真。
预留的0R电阻，还能够当作测试点，方便测量到信号。（如果线路走在PCB内层，就没有办法直接测量了）还可以通过断开0R电阻，来断开线路，或者飞线调试。0R电阻对于电路调试和测试也是很重要的。
不过这个设计并非没有弊端，如果线路走在PCB内层，能够防止电路对外辐射信号，也能够防止外面的静电打进来。布置在PCB外层的预留电阻本身也可能成为一个干扰源。并且前面也讲了，电阻虽然便宜，但SMT也要花钱的，预留电阻不可太多，够用即可。
3.电阻的之跳线
简介
跳线大家都不陌生，电脑主板上，开发板上，都会留有很多插针式的跳线，用于手工切换线路。但是智能硬件普遍都比较小，留不下插针式的跳线。且多为一次性切换，SMT的时候选择好就行了，无需用户自己手工选择。因此普遍使用0R电阻来做跳线。
跳线大家都不陌生，电脑主板上，开发板上，都会留有很多插针式的跳线，用于手工切换线路。但是智能硬件普遍都比较小，留不下插针式的跳线。且多为一次性切换，SMT的时候选择好就行了，无需用户自己手工选择。因此普遍使用0R电阻来做跳线。
↑ 图：插针式的跳线
↑ 图：插针式的跳线
↑ 图：PCM和I2S兼容跳线，以及电源选择跳线
如上图，分别是蓝牙PCM和音频CODEC的I2S之间做一个二选一，以及LDO1和LDO4供电二选一。选择哪一路，SMT的时候就贴那一路的0R电阻，不选的那一路补贴即可。
图中的DNI是don’t need install的意思，也有DNP（do not present）和NC（not connect）的说法。总之就是SMT的时候无需贴片，出BOM的时候也不需要列出来。
跳线电阻是比较占电路板面积的，一根走线要配2个电阻的面积，对于4根走线的要8个电阻。如果空间比较小，可以采用下图的共用焊盘的跳线电阻的方式，两个电阻有一个焊盘是公用的。这样可以节约1/3左右的面积。
↑ 图：省空间的跳线电阻Layout示意图
跳线有时候会被称为“兼容设计”，就是一种电路板设计方案可以同时支持几种不同的配置。
在电路设计的时候，我们很难做到所有的方案都提前验证好，不管是没有开发板，还是飞线飞不出来，或者是没时间。经常会有几种备选方案，例如GPIO口选哪个比较好？供电用内部的还是外部的？这颗芯片和另外一颗芯片哪个更好用？
PCB板一旦投下去，就是成本，还有动辄半个月一个月的时间，因此在犹豫不决的地方要做“兼容设计”。既然不知道哪个接口比较好用，那就两个都留着吧，万一这个有问题了，重新焊一下就解决了，不需要再花费大半个月的时间改PCB板了。
硬件设计中，用过的、测过的才是相对准确的。仅理论可行但没有用过的设计，一定要小心。要有做兼容设计的思维，才能保证项目风险可控，才能不因为设计错误导致硬件报废重做。
4 采样电阻
简介
电压或电流的采样，是电阻最正统的使用方式之一。虽然用的很少，但是严格遵循了安培定律，大家在初中物理上学的知识有用武之地了！这是4.2V锂离子电池充电电路，前面的PMOS和二极管先不用看，只看后面这颗0.2ohm 1%的电阻。电阻两端，一端是IS（I Sense），电流检测的意思，另一端是VBAT，就是电池。IS和VBAT都会接入到系统的ADC，I charge =(Visense-Vbat)/
电压或电流的采样，是电阻最正统的使用方式之一
虽然用的很少，但是严格遵循了安培定律，大家在初中物理上学的知识有用武之地了！
↑ 图：充电电流采样电阻
这是4.2V锂离子电池充电电路，前面的PMOS和二极管先不用看，只看后面这颗0.2ohm 1%的电阻。电阻两端，一端是IS（I Sense），电流检测的意思，另一端是VBAT，就是电池。IS和VBAT都会接入到系统的ADC，I charge =(Visense-Vbat)/0.2。
这个方式通常用于1A以下的充电电流检测。电流越大，电阻分压就越大，如果用2A充电，5V的充电器，经过线路损耗、Pmos和二极管，再减去检测电阻的电压，就不到4.2V了，充电就充不满了。
对于此类大电流流过的电阻，一定要计算功率，不然有烧掉的风险。例如1A，0.2ohm，算下来功率在0.2W，0805封装1/8W的电阻勉强够用，1206封装1/4W的电阻就比较好了。
采样电阻能不能做的更小呢？答案是可以的。大电流情况下肯定是要用小的采样电阻。很多高精度毫欧级的电阻都是用来做大电流采样的。但是不能做的太小。例如1A 0.2ohm的时候，电压差在0.2V，如果用0.05ohm的电阻，电压差就只有0.05V了，此时如果检测50mA的充电电流（充电截止电流），电压差就只有2.5mA，一来容易被干扰，二来对ADC的精度要求太高。所以检测电阻要和检测电流匹配才行。
↑ 图：LCD背光电路电流反馈采样电阻
这是一颗LCD串联背光驱动芯片，LCD的背光是一串或多串白光LED灯，芯片将4.2V的VBAT升压到十多伏，驱动串联的LED灯。例如一颗灯是3.3V，5颗串联就是16.5V。
LED对电流特别敏感，电流稍有波动，就能够看到LED在闪烁。需要一个电流采样作为反馈信号输入给驱动IC。
这个示例中用的是2串串联灯，每一串LED的工作电流是20mA，2串LED并联就是40mA。驱动IC设计要求FB（feedback）脚上的电压要固定在200mV，因此得出电阻需求是200mV/40mA=5ohm。于是选择使用了5.1R_1%的电阻。（5ohm不常见，选了常见的5.1ohm）。
这颗电阻的作用也可以认为是提供了背光驱动芯片的参考电压。
↑ 图：参考电压 R1704
↑ 图：参考电压 R1703
这个例子是联芯1860C处理器上的两组参考电压，200R_1%是提供给USB的参考电压，4.02K_1%是提供给摄像头ISP的MIPI接口的参考电压。
这些精密电阻的值，都是由芯片原厂提供的，芯片是人家设计的，咱们就不要乱动了，老老实实按照参考设计来吧。