從電阻分壓講起
下圖是個簡單的電阻分壓電路，R1 與 R2 的比例是 9:1，所以晶片（Chip）端的 Input 腳位電壓是電源的 1/10，這個計算式在下方，有學過電路學的人應該都會算。
（圖片來源：實作派提供）
分壓器電路（圖片來源：實作派提供）
如果你用手指去觸碰 Input 端，Input 會感應到高高低低的電壓，當然口說無憑，要證明這件事情，需要一些小眉角，那也就是為何我會刻意選 9M 與 1M ohm 電阻的原因。
因為這個分壓電路的 1M ohm 就是示波器的輸入阻抗，9M ohm 的部分就是示波器探棒的電阻，也就是所謂的 10X 探棒，只要在探棒接頭與示波器輸入端之間，利用 T 型轉接頭做橋接，就有辦法將 Input 端的接點用導線接出來。
直接來看實例，我拿了一個探棒先接上 T 型 BNC 接頭，再接進示波器。這個 T 型接頭方便我們做實驗，而探棒的探針與 GND 則刻意短路，也就是 V1=0，所以示波器應該要看到一條直線，實際上也是如此，如下圖：
正常的示波器與探棒連接（圖片來源：實作派提供）
你可以看到 CH2 的旋鈕上我掛了一捲焊錫，這是要拿來當對照組用的，因為接下來我要把焊錫插入 T 型接頭內。如下圖，在焊錫插入 T 型接頭中心導體的瞬間，螢幕出現弦波的擾動，主頻率是 60 Hz，目前每格是 20 mV，其實震幅很小。由於我現在是要測量的對象是示波器的 input，所以即便我用的是 10X 的探棒，示波器的倍數我開的仍然是 1.00:1，也就是 1X。
示波器的input 浮接 時，受到環境的擾動（圖片來源：實作派提供）
當然這種振福只有 10 mV 的波形，相信你也看不上眼，可能只當它是雜訊而已，但如果你用手指去碰焊錫，那結果完全不同，如下圖示波器直接破表給你看，我刻意不調整 Scale，這樣視覺效果比較強烈，實際上這是個振福大約 7 V 的 60 Hz 弦波。
（圖片來源：實作派提供）
7 V 的振幅上下就跨了 14 V，你再也無法忽略它，可能你還會想要消除這種現象，最有效的方法就是在輸入電阻 R2 的 1M ohm 上再並聯一個相對小的電阻，例如並上一個 1K、10K 甚至 100K ohm 的電阻，如此這種雜訊馬上就會消失了。
當然你也可以把探棒 R1 電阻換掉，改串接一個相對小的電阻，一樣能讓雜訊消失，所以 R1 與 R2 的電阻越小，越能讓雜訊變小。
浮接 Floating
延續上面的示範電路， 所謂浮接就是輸入端空接，也就是 R1 的阻值無窮大，所以輸入端不受 V1 影響，此時影響 R2 電壓的因素只剩下兩個：
Input 接出來的導線長度
輸入阻抗R2的大小
導線長度越長，受環境磁場變化的程度越高，感應電動勢 EMF 推動的電荷的力量就越大，同時搭配輸入阻抗 R2 越大，由 EMF 推入的電荷產生的電壓差就越大，反之若 R2 越小，流入的感應電荷在 R2 兩端形成的電壓就越小。
高阻抗容易變成天線
所以如果 Input 空接，剛好輸入端又是高阻抗，那麼你那空接的 pin 腳就很容易受到外界磁場擾動的影響，換句話說它變成天線了。前面有一張圖是用手觸碰示波器輸入端，造成非常大的擾動，就是因為人體擔任了天線的角色。
這個磁場擾動通常來自台電的 60 Hz 電流，如果你是在歐洲那就會是 50 Hz，磁場變化讓導線感應出微小的電流，當電流通過 R2 的 1M ohm 阻抗時，便轉換成了電壓，因而顯示在示波器螢幕上，這個 Input 端的導線其實就是一條天線。
當 R2 輸入阻抗越高，或 Input 接出來的導體面積越大，導線長度越長，這個接在 Input 上的導線對環境就越敏感，一點點磁場的風吹草動，例如隔壁開個電風扇，可能就會讓你的示波器出現劇烈的變化。
那為什麼當 R1、R2 換成如 1K、10K ohm 等級的電阻時，不會有這種現象？其實它並不是沒有電磁感應的現象，而是它的感應小到你無法察覺，所以你忽略它了；有人說 IC 的腳這麼短，會有影響嗎？我的經驗是不一定，但為了電路的穩定，一定不要讓 Input 空接。
浮接造成誤動作
雖然擾動的能量很小，但是電晶體的導通臨界電壓，一如它的單位「電壓」所示，它是認電壓的，電壓只要到了臨界值它就作動了，只是這感應來的電壓可能忽高忽低，會讓你的電晶體有時 ON 有時OFF。
這個意思就是說，原本沒有要讓電晶體作動的 V1，現在因為外界的擾動反而讓電晶體產生作動，這就是誤動作，你沒有要它動但它卻動了，十足像個靈異現象，而一旦發生誤動作，事情可大可小，小則電燈該亮不亮，大則鐵捲門壓到人或車，所以工程師絕對不能讓自己設計的產品產生誤動作。
輸入腳位不能浮接
為了避免誤動作，IC 的輸入腳位絕不能空接或說浮接，一定要串接一個電阻到 Vcc 或是 GND，我們稱為 Pull High 或 Pull Low。
為避免浮接，輸入端務必要 pull high 或 pull low（圖片來源：實作派提供）
如此一來，如果沒有訊號接入，Input 腳位仍會有個預設值，Pull High 的腳位預設準位就變成 High，若輸入訊號是 Low，Input 仍然會收到 Low，因為中間有個 pull high 電阻會形成壓降，頂多只是裡面有電流，多消耗了一些功率就是了。
不過現在的晶片越來越有彈性，很多腳位都是所謂的泛用型輸入輸出 GPIO（General Purpose Input/Output），你必須寫程式將它設置成為 Input 它才會是 Input，這種情況就會變成你一開始就要先規劃好哪些腳位要當 Input，把 Pull High/Low 電阻設計到 layout上。
到底是誰的問題？
通常計畫趕不上變化，做案子總會有半途變更規劃的時候，這時就很容易忘記要把 Pull High 電阻加上去，如果你是一人包案那可能還好處理，如果是軟硬體分開兩個 team 處理，當軟體變更設定需要硬體來配合，但硬體修改設計需要時間，如果時程拖到又要被責怪的話，就會經常上演「為什麼是我被罵」的戲碼。
通常做案子基本上就是這樣，會在吵吵鬧鬧中進行，酸甜苦辣都有，這時溝通就很重要，如果你的合作夥伴和你很有默契，那你應該上輩子有燒好香，好好惜福吧。
為什麼會當機？
記得十多年前助教正在一個新平台上做開發，由於是下一代延伸產品，所以理論上只要 CPU 沒變，記憶體也裝得下程式，這個平台應該就能順利開機，無奈事與願違，開機 10 次大概會有 3~4 次當機的機會，心想這比例也太高了吧！
妙的是前一天完全沒有這種現象，程式沒有拿錯版本，電路板也是同一塊，這就怪了，讓你猜猜這到底是怎麼回事。
於是我把程式的 Debug flag 打開，執行程式後 UART 開始跳出開機過程的訊息，很明顯當機的地方位於 UART 初始化這一步，因為板子上有 2 組 UART，第一組就是我目前正在用的 Debug Port，但是第二組還沒使用，就是它造成當機，推測是有什麼訊號送到第二組 UART 去，讓它誤動作了。
於是我拿了示波器接上 UART2 的接收腳位 RX，觀察看看是否有怪訊號跑進去，說奇怪，示波器接上後，居然每次都能順利開機，真是見鬼了！這種情況我心裡大概有譜，可能是 RX 浮接、或是電容值不夠之類的，因為探棒本身有電阻 10M ohm，也有電容約 30p 左右，只要探棒掛上測點，它與待測電路自然會產生排除雜訊的效果。
於是我開始檢查線路圖，果然發現 UART 的 RX 腳位真的是浮接 Floating 的，於是拿了個電阻將它 Pull high，就完全正常了。
但為什麼這樣會當機？經過一連串的程式碼追蹤，原來是因為當 UART RX 浮接時，如前面所說電壓會有時 H 有時 L，而 L 訊號便會觸發 UART 的中斷，因為 RX 的「資料開始 Start」訊號是以 L 準位作為識別，當 RX 收到第一個 L，便會觸發 UART 的中斷訊號，接著就會開始執行中斷服務函式 ISR（Interrupt Service Routine） 。
只是目前正在開機中，而中斷向量還要再過幾行程式才會掛進來，或是說 ISR 的指標還沒有寫入中斷向量表，那裡面都還是初始值或亂數，如果現在發生中斷，CPU 就會亂跳到某個記憶體，並將它視為 ISR 來執行，想當然爾就當機了。
那為什麼前一天都沒事？這只有天曉得，浮接 Floating 的電壓對於環境有很高的敏感度，天線周遭的東西擺放位置與材質，都會影響電壓的高低，所以只要遇到Floating，就是未知數。
當機的解法
所以這種當機的解法，分為兩方面。軟體的部分，在 ISR 掛進來之前，中斷功能不可以開啟 Enable，這其實是寫韌體的人該有的 Sense，通常是新手才會犯的錯誤，但系統大、軟體的 Call Stack 又深、人手少，有時候就會犯這種錯；硬體的解法，就是在 UART RX 端加上 Pull High 電阻，讓輸入電壓不再浮動。
雖然軟體或硬體只要有一邊修改就可以克服這個狀況，但我認為兩邊一起修改才是上策，距離潛在的 Bug 才會遠一點，總之別讓 Input 浮接，不然你將來會有忙不完的事情。
