
I2C的上拉電阻阻值在經過了公式計算后,可以得出一個比較精確的數值。一般情況下這個數值會保持在1.5K—4.7K之間,I2C的電源電壓和總線電容分別會對阻值的大小產生一定影響。本文將會進一步針對上述兩個因素進行實例分析,看上拉阻值的大小究竟是由哪些因素來進行決定的。
在日常的工作運行過程中,如果想要確定電阻阻值,工程師可以通過該公式進行計算:Rmin={Vdd(min)-o.4V}/3mA。在這個公式中,數值Rmax=(T/0.874)*c,T=1us100KHz=0.3us400KHzC是Buscapacitance,Rp最大值由總線最大容限(Cbmax)決定,Rp最小值由Vio與上拉驅動電流(最大取3mA)決定。于是Rpmin=5V/3mA≈1.7K或者2.8V/3mA≈1K。
由上述公式中我們可以看到,數值Rpmax的取值范圍可以參考I2C總線規(guī)范中文版P33標準模式,100Kbps總線的負載最大容限通常情況下會小于等于400pF。快速模式中,400Kbps總線的負載最大容限小于等于200pF,根據I2C的具體使用情況、PCB走線距離等因素以及標準的向下兼容性,在正常設計中均以快速模式為基礎,即總線負載電容小于200pF,也就是傳輸速度可以上到400Kbps是不成問題的。于是可以得出:數值Rpmax可以進行取值的具體范圍是1.8K~7K。由公式1Vio=5V可知,其對應的數值為50pF至200pF之間,根據Rpmin與Rpmax的限制范圍,一般取5V,負載容限的環(huán)境要求也容易達到。在2.8V系統中,console設計選3.3K,portable/handset等低供耗的設計選4.7K犧牲速度換取電池使用時間。
依據上述的公式推理和計算后可以得出結論,那就是在I2C上拉電阻的取值問題上,其機體的電源電壓限制了上拉電阻的最小值,而總線電容則主要限制了上拉電阻的最大值。工程師在進行阻值選取和判斷時,可以在進行精確計算的基礎上,權衡電源電壓和總店電容的額定數值,進而選取最佳數值結果。
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