résistance de tirage vers le haut

Une résistance de tirage (pull-up) est une résistance fixe connectée entre une ligne de signal et la tension d'alimentation positive (généralement 5 V ou 3,3 V) dans les circuits numériques. Son rôle est d'établir un état logique par défaut lorsqu'aucun pilote actif ne tire la ligne vers le bas. Sans elle, une entrée flottante peut dériver dans une plage de tension indéfinie, provoquant un comportement imprévisible dans les portes logiques et les broches de microcontrôleur.

La valeur de la résistance est importante. Les résistances de tirage standard vont de 1 kΩ à 100 kΩ, choisies en fonction du budget de courant du circuit et de la vitesse de commutation. Une valeur plus faible (1 kΩ à 10 kΩ) tire plus fort et se stabilise plus rapidement, mais consomme plus de courant au repos. Une valeur plus élevée (47 kΩ à 100 kΩ) économise de l'énergie mais peut être trop faible si le circuit nécessite des transitions rapides ou doit surmonter le bruit sur de longs fils. Le choix équilibre la consommation d'énergie, le temps de propagation et l'immunité au bruit.

Les résistances de tirage apparaissent partout où un dispositif d'entrée ou une source de signal peut occasionnellement libérer la ligne sans la piloter activement. Les sorties à drain ouvert (courantes dans les bus I2C, les interfaces CAN et les portes logiques avec des bornes de collecteur ou de drain exposées) nécessitent des résistances de tirage pour atteindre un état haut. Les boutons-poussoirs et interrupteurs momentanés utilisent également des résistances de tirage pour définir la tension de repos; lorsque l'interrupteur s'ouvre, la résistance de tirage amène l'entrée à l'état haut. Sans elle, la broche lit l'état bas lorsqu'elle est relâchée, ce qui est inversé par rapport à la logique prévue.

Quand les résistances de tirage posent problème

Des résistances de tirage oubliées ou sous-dimensionnées provoquent des défaillances intermittentes: des entrées stables au repos mais qui subissent des glitchs pendant la commutation, ou qui lisent différemment selon la longueur du fil et le bruit ambiant. Des résistances de tirage surdimensionnées dans les applications à câble long permettent à la diaphonie et au bruit de corrompre le signal. Un courant de tirage excessif peut endommager l'étage de sortie des pilotes faibles ou gaspiller de l'énergie dans les systèmes alimentés par batterie. Les fiches techniques des microcontrôleurs modernes spécifient la résistance de tirage minimale et la capacité maximale que l'entrée peut tolérer.

De nombreuses puces de microcontrôleurs intègrent désormais de faibles résistances de tirage internes, sélectionnables par micrologiciel, éliminant le besoin de résistances discrètes dans les applications simples. Les systèmes industriels et automobiles utilisent souvent encore des résistances de tirage externes pour la fiabilité et la prévisibilité face aux variations de température et d'alimentation. Le terme «pull-up» (tirage vers le haut) reflète la direction de l'action résistive: il tire le signal vers le haut, vers le rail d'alimentation, lorsque rien d'autre ne le pilote.