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IIC信號(hào)為什么要加上拉電阻

2年前作者：小魚(yú)教你模數(shù)電分類：Toy博客閱讀(17)違法舉報(bào)

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了IIC信號(hào)為什么要加上拉電阻。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，請(qǐng)大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

IIC是一個(gè)兩線串行通信總線，包含一個(gè)SCL信號(hào)和SDA信號(hào)，SCL是時(shí)鐘信號(hào)，從主設(shè)備發(fā)出，SDA是數(shù)據(jù)信號(hào)，是一個(gè)雙向的，設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)都是通過(guò)SDA信號(hào)。

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在設(shè)計(jì)IIC信號(hào)電路的時(shí)候我們會(huì)在SCL和SDA上加一個(gè)上拉電阻

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今天就來(lái)分享下，為什么要在IIC信號(hào)線上加上拉電阻。

主要原因就是IIC芯片的SDA和SCL的引腳是開(kāi)漏輸出，就是只有一個(gè)NMOS管，不像推挽輸出有兩個(gè)MOS管。

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當(dāng)芯片SDA和SCL的引腳輸出MOS管導(dǎo)通，IIC信號(hào)線電平為低電平

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當(dāng)芯片SDA和SCL的引腳輸出MOS管關(guān)閉，如果沒(méi)有上拉電阻，IIC信號(hào)線是處于一個(gè)高阻狀態(tài)，電平是未知的，開(kāi)漏輸出是沒(méi)有高電平的輸出能力的。

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所以加上上拉電阻后，當(dāng)芯片SDA和SCL的引腳輸出MOS管關(guān)閉，IIC信號(hào)線上的電平就是一個(gè)確切的高電平。

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當(dāng)多個(gè)IIC設(shè)備通過(guò)IIC總線接在一起，這就要求IIC設(shè)備間可以實(shí)現(xiàn)線與，而芯片的IIC引腳是開(kāi)漏輸出的話就能很好的實(shí)現(xiàn)這個(gè)線與。只要有一個(gè)IIC設(shè)備的引腳電平是低電平，那么相應(yīng)的SCL或SDA總線也會(huì)成為一個(gè)低電平。如果IIC設(shè)備引腳為推挽輸出，多個(gè)IIC設(shè)備接在一條總線上很容易燒壞芯片。

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IIC上拉電阻的取值

IIC信號(hào)的上拉電阻阻值不能太大，因?yàn)镮IC芯片SCL和SDA引腳都存在寄生電容，同時(shí)SDA和SCL信號(hào)的走線也會(huì)有寄生電容，整個(gè)IIC總線上相當(dāng)于接了一個(gè)負(fù)載電容Cl

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上拉電阻過(guò)大，IIC總線高電平的驅(qū)動(dòng)能力差，總線電平從0到1變化時(shí)，等效為這個(gè)RC的充電電路，上拉電阻越大，波形上升沿會(huì)變緩，一定程度會(huì)影響IIC的時(shí)序，可能會(huì)出現(xiàn)誤碼。所以這個(gè)上拉電阻不能太大。

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IIC SDA和SCL信號(hào)的上升時(shí)間和總線電容在不同的模式下有不同的要求，大家可以看下這個(gè)表

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IIC總線信號(hào)上升時(shí)間可以根據(jù)公式Tr=0.8473*R*Cl ??Cl就是IIC總線的等效負(fù)載電容

IIC信號(hào)上拉電阻也不能太小，如果太小了，當(dāng)IIC引腳輸出低電平時(shí)，灌進(jìn)芯片IIC 引腳的電流會(huì)變大，可能會(huì)使IIC信號(hào)線的低電平變大，同時(shí)IO口電流過(guò)大還可能燒壞芯片。

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我們一般要求，IIC引腳低電平時(shí)，流過(guò)芯片IIC引腳的電流小于3mA，所以如果是3.3V上拉的話，這個(gè)電阻就要R>(3.3-VoL)l3KΩ=0.96KΩ ，其中VoL是IIC引腳為低電平時(shí)的最大電壓，一般是0.4V。再加上前面的這個(gè)公式我們就可以確定這個(gè)上拉電阻的取值范圍

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電源電壓決定上拉電阻的最小值，總線負(fù)載電容決定上拉電阻的最大值。

IIC信號(hào)上拉電阻取值常用的值就是4.7K，一般小于10K，大于1K，如果IIC總線比較長(zhǎng)，從設(shè)備比較多，可以適當(dāng)降低電阻。

如果IIC總線接了很多IIC設(shè)備，是不是每個(gè)IIC設(shè)備都要加上拉電阻？

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答案是否定的，我們只要在SDA和SCL總線上合適的位置各加一個(gè)上拉電阻即可，如果每個(gè)設(shè)備都加上拉，相當(dāng)于這些電阻是并聯(lián)在一起了，減小了電阻值。至于上拉電阻的位置一般沒(méi)有特別的要求。一般加在IIC的末端。

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到了這里，關(guān)于IIC信號(hào)為什么要加上拉電阻的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！

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