I2C上拉电阻阻值计算方法

上拉电阻计算
1、上拉电阻过小,总线上电流增大,端口输出低电平增大。
2、上拉电阻过大,上升沿时间增大,方波可能会变成三角波。
因此计算出一个精确的上拉电阻阻值是非常重要的。
计算上拉电阻的阻值,是有明确计算公式的:
最大电阻和上升沿时间 tr 、总线电容 cb 、标准上升沿时间 0.8473 有关。
最小电阻和电源 vdd 电压、gpio 口自己最大输出电压 vol、 gpio口自己最大电流 vol 有关。
1、标准模式:0~100khz,上升沿时间 tr = 1us
2、快速模式:100~400khz,上升沿时间 tr = 0.3us
3、高速模式:up to 3.4mhz,上升沿时间 tr = 0.12us
由此公式,假设 vdd 是 1.8v 供电,cb 总线电容是200pf(虽然协议规定负载电容最大 400pf,实际上超过 200pf
波形就很不好,我们以 200pf 来计算)
标准模式 :
快速模式:
高速模式:
最小电阻(vdd越大,上拉电阻就要越大):
note:高速模式下,电源电压一般采用 1.8 v,不会采用 3.3v,因为如果用 3.3v 计算你会发现最小电阻比最大电阻大。
大家在不同速率采用的电阻一般有以下几种:1.5k、2.2k、4.7k。
一般大家采用 i2c 使用标准模式即可 ,也就是 100khz,推荐上拉电阻是 4.7k,当然大家可以用示波器看传输波形,适当调整。
结论:i2c上拉电阻阻值和电源电压、传输速度、总线电容(负载因素)都有关系,大家根据自己的板子计算一下即可,选取最优电阻阻值,从而获得最优传输波形。
最大电阻 rp 和总线电容 cb 关系图:
note:建议总线电容维持在 100pf 以下。

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