【導(dǎo)讀】上拉電阻在工業(yè)領(lǐng)域及通信領(lǐng)域都具有中斷GPIO控制和I2C信號(hào)的功能，在系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸出電平穩(wěn)定性方面有著不可替代的作用。本文就由小編為大家解析I2C上拉電阻最大值的真相。
I2C總線的設(shè)計(jì)一般都會(huì)采用OC或者OD門(mén)，如果內(nèi)部的芯片中沒(méi)有設(shè)置上拉電阻，那么就必須要在外部接一個(gè)上拉來(lái)保證高電平的輸出，從而增加這一系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般情況下I/O端驅(qū)動(dòng)能力會(huì)保持在2mA-4mA左右的量級(jí)范圍內(nèi)，而OC或者OD門(mén)的導(dǎo)通電壓一般為0.4V左右，手機(jī)中加在上拉電阻上的電壓一般都是2.8V。在該設(shè)定下，I2C上拉電阻的最小值不能低于800R。當(dāng)電壓為5V時(shí)，上拉最小值不能低于1.5K。
在這種情況下想要中斷和GPIO信號(hào)本身，是不需要增加多余的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的，只需要保持一個(gè)高電平就可以了。此時(shí)，上拉電阻可以選取大一點(diǎn)的阻值以減小功耗，但須注意一個(gè)問(wèn)題，那就是這個(gè)阻值不能太大，經(jīng)驗(yàn)值一般在4.7-100K之間，否則會(huì)和PCB走線，器件等負(fù)載電容影響信號(hào)上升時(shí)間。
由于目前大多數(shù)的I2C接口都采用了OD機(jī)制，所以工程師在實(shí)際操作的過(guò)程中，需要另外加一個(gè)上拉電阻才能維持輸出高電平，上拉電阻的最小值須符合之前所提到的要求。
那么，I2C上拉電阻最大值都與哪些因素有關(guān)呢？
通常情況下，I2C總線的傳輸速率分為標(biāo)準(zhǔn)模式和快速模式（在快速模式的情況下，I2C總線傳輸速率為400Kbit/s），總線負(fù)載的最大容限分別是400pF和200pF。根據(jù)I2C總線協(xié)議的要求，I2C上拉電阻最大值是被總線電容所限制。下圖是上拉電阻的取值數(shù)據(jù)圖，圖中的Rs指的是I2C設(shè)備串聯(lián)在I2C總線上的電阻，它可以有效的防止SDA和SCL高電壓毛刺波產(chǎn)生。
圖為上拉電阻取值數(shù)據(jù)
由上圖的曲線走勢(shì)可以看出，上拉電阻的最小值由上拉電源決定，最大值由總線電容決定。
結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)I2C上拉電阻的實(shí)例分析，我們可以看出，上拉電阻在I2C總線中可以起到維持輸出電平穩(wěn)定、保護(hù)芯片的作用。而上拉電阻的最大阻值則是由總線的電容所決定的，工程師在進(jìn)行上拉選取時(shí)，需要依據(jù)總線電容和上拉電源的電壓來(lái)判斷。
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