浮空輸入
首先，讓我們來看看雙向（單刀雙擲）開關的情況：
當開關打開時，微控制器輸入端將連接到 +3.3V 電壓，即高電平。當開關關閉時，微控制器的輸入將連接至 0V，即低電平。如果只有一個按鈕，會是什么情況呢？
按下按鈕時，微控制器輸入端將連接至 0V，即低電平。然而，當按鈕未被按下時，微控制器輸入端并沒有真正連接到任何設備：
這就跟什么都沒連接一樣：
在這種情況下，輸入電平是多少？高還是低？因為它沒有真正連接到任何東西，所以輸入可能是任何水平的值，這取決于環境中的靜電或電磁輻射。它可能只是接收無線電波（就像天線一樣），并在高電平和低電平這兩種定義較弱的狀態之間來回擺動。這種微控制器輸入沒有明確定義，可能是任何（隨機）狀態被稱為浮空狀態。
上拉和下拉電阻
為了解決這個問題，要做的是在輸入端添加一個上拉電阻或下拉電阻（下圖所示的上拉電阻）：
當按鈕未按下時，上拉電阻會將微控制器輸入拉高至 +3.3V，提供一個定義明確的高電平。當按下按鈕時，微控制器輸入將直接連接（短路）到地（0V），提供一個定義明確的低電平。在這種情況下，會有一些電流流過上拉電阻，但由于電阻值相對較高，所以電流很小。
您可能會注意到電阻符號看起來像一個小彈簧，而這正是它在這種情況下的工作方式。我們都使用過自動關閉的門，例如公共設施中常見的門，除非您主動將門打開，否則有一種機制會再次將其關閉。如果沒有自動關閉機制（可以想象一下門沒有閂鎖機制），門會被風吹來吹去或被進出的人移動，并且它不會默認到任何特定位置。上拉（或下拉）電阻類似于這些門上的自動關閉機制，因為它在未主動驅動時將輸入保持在特定電平。因此，上拉電阻就像自動關閉門上的彈簧，除非有人足夠強壯并推開門，否則門將默認為關閉位置。
這種情況顯然可以反過來，即按鈕可以連接到 +3.3V（高電平），而下拉電阻可以用來保持低電平輸入：
不過，上拉電阻配置更為常用
開漏輸出
某些微控制器輸出可設置為開漏（或僅提供為開漏）。開漏輸出是一種只能驅動低電平而不能驅動高電平的輸出；輸出為低電平或浮動輸出。從本質上講，輸出只是連接到晶體管的漏極引腳（因此稱為開漏）。
當控制線被驅動為高電平時，晶體管會將輸出短路至接地（0V），從而將輸出拉低。當控制線為低電平時，晶體管為高阻抗（高阻），輸出為浮空。
一些通信方案如 I2C 和 CAN使用這種安排，允許多個設備通過相同的通信線路進行通信，而不會出現短路（碰撞，即一個設備試圖將線路驅動為高電平，而另一個設備試圖將線路驅動為低電平）；在這種情況下，當線路未被主動驅動為低電平時，使用上拉電阻器將線路保持為高電平。
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