手机原理设计中,上拉电阻常用在中断,gpio控制,i2c等信号上,本文希望能通过实例分析加深对上拉电阻的理解。
中断,gpio,i2c等一般都是oc或者od门,芯片内部无上拉电阻时,则外部必须加上拉电阻才能输出高电平。一般i/o端的驱动能力在2~4ma量级,oc或者od门的导通电压为0.4v左右,手机中加在上拉电阻上的电压一般都是2.8v,上拉电阻的最小值不能低于800r(2.8-0.4v/3ma=0.8k),5v电压时,则不能低于1.5k(5-0.4v/3ma=1.5k)。中断和gpio信号本身,只需要产生一个高电平即可,不需要驱动设备,上拉电阻可以取大点,减小功耗,但须注意上拉电阻不能太大,否则会和pcb走线,器件等负载电容影响信号上升时间。经验值一般在4.7~100k之间。以上是个人观点。
i2c上拉电阻阻值计算:
i2c的接口一般都是od机制,同样需要加上拉电阻才能输出高电平。上拉电阻的最小值须符合上文。下面计算下上拉电阻的最大值。
i2c总线图
i2c总线的传输速率分为标准模式(100kbit/s)和快速模式(400kbit/s),负载的最大容限分别是400pf和200pf,根据i2c总线协议,上拉电阻的最大值被总线电容所限制。
下面两个图可以看出上拉电阻的取值(rs是i2c设备串联在i2c总线上的电阻,可以防止sda和scl的高电压毛刺波,例如电视的显像管击穿产生的高压毛刺)
由上图可以看出,上拉电阻的最小值由上拉电源决定,最大值由总线电容决定。
最大值网上有个计算公式,rmax=t/0.874*c,c=200pf时,t=1us;c=400pf时,t=0.3us。但是根据这个公式计算出来的值都不怎么对,另外常数0.874怎么来的?
来源: 面包板社区https://www.mianbaoban.cn/blog/post/15675
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