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I2C总线中上拉电阻、电源电压、总线电容三者之间的函数联系

在我们的实际设计中,需要清楚I2C的总线的两个特征:1、串行数据SDA和串行时钟SCL线都是双向线路,通过一个电流源或上拉电阻Rp 连接到正的电源电压+V

在咱们的实践规划中,需求清楚I2C的总线的两个特征:

1、串行数据SDA和串行时钟SCL线都是双向线路,经过一个电流源或上拉电阻Rp 衔接到正的电源电压+VDD,当总线空闲时这两条线路都是高电平。衔接到总线的器材输出级有必要是漏极开路或集电极开路才干履行线与的功用。I2C 总线上数据的传输位速率,在规范形式下可达100kbit/s,快速形式(F/S)下可达400kbit/s,高速形式(Hs)下可达3.4Mbit /s。

2、衔接到相同总线的IC数量只遭到总线的最大电容400pF约束。假如总线线路的负载电容升高,位速率将逐步下降。

总线规则运用非规范电源电压,不遵照I2C 总线体系电平规则的器材,有必要将输入电平衔接到有上拉电阻Rp 的VDD电压。

其间的一些术语描绘如下:

1,总线输入电平的界说:低电平噪声容限是0.1VDD,高电平噪声容限是0.2VDD。VOL界说为在漏极开路 或集电极开路时,有3mA下拉电流时的低电平输出电压,最大值取VOLmax=0.4V,这个3mA是指定的最小下拉电流。在必定范围内,下拉电流越大, 驱动才能越强。Rpmin是电源电压函数,即电源电压越高,Rpmin值越高。Rpmax是负载电容的函数,总线电容越大,即负载越大,Rpmax越 低。

2,总线电容是线路衔接和管脚的总电容,规则总线输入电流的最大值是10uA,一起规则了上升时间tr的最大值,因为高电平要求 0.2VDD的噪声容限,这个输入电流约束了Rp 的最大值。总的高电平输入电流是Rpmax的函数。在电源电压必守时,总的高电平输入电流越大,Rpmax越小。总线的负载电容和上拉电阻的值决议了信号 的上升时间tr,规则

trmax=300ns。时间常数等于源端阻抗和总线电容的乘积,上拉电阻太大会形成时间常数过大,从而使上升沿的斜率变小,增大了总线上升时间。

小结:

1、上拉电阻Rp的值由三个参数决议:电源电压、总线电容和衔接器材的数量(输入电流+漏电流)。

2、总线电容Cb是一条总线线路衔接和管脚的总,单位是pF。因为规则了上升时间,这个电容约束了上拉电阻Rp 的最大值,而电源电压约束了上拉电阻Rp 的最小值,输出级在VOLmax=0.4V 时指定的最小下拉电流是3mA。

假如总线线路的电容负载升高,位速率将逐步下降,总线的电容负载是400pF 时的,答应最大位速率是1.7Mbit/s 。总线电容负载在100pF~400pF 时时序参数有必要呈线性添加。

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