以實(shí)例分析上拉電阻

手機(jī)原理設(shè)計(jì)中，上拉電阻常用在中斷，GPIO控制，I2C等信號(hào)上，本文希望能通過(guò)實(shí)例分析加深對(duì)上拉電阻的理解。

中斷，GPIO,I2C等一般都是OC或者OD門，芯片內(nèi)部無(wú)上拉電阻時(shí)，則外部必須加上拉電阻才能輸出高電平。一般I/O端的驅(qū)動(dòng)能力在2～4mA量級(jí)，OC或者OD門的導(dǎo)通電壓為0.4V左右，手機(jī)中加在上拉電阻上的電壓一般都是2.8V，上拉電阻的最小值不能低于800R（2.8-0.4V/3mA=0.8K），5V電壓時(shí)，則不能低于1.5K(5-0.4V/3mA=1.5K)。中斷和GPIO信號(hào)本身，只需要產(chǎn)生一個(gè)高電平即可，不需要驅(qū)動(dòng)設(shè)備，上拉電阻可以取大點(diǎn)，減小功耗，但須注意上拉電阻不能太大，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。經(jīng)驗(yàn)值一般在4.7~100K之間。以上是個(gè)人觀點(diǎn)。

I2C上拉電阻阻值計(jì)算:

I2C的接口一般都是OD機(jī)制，同樣需要加上拉電阻才能輸出高電平。上拉電阻的最小值須符合上文。下面計(jì)算下上拉電阻的最大值。

I2C總線圖

I2C總線的傳輸速率分為標(biāo)準(zhǔn)模式（100Kbit/s）和快速模式（400Kbit/s），負(fù)載的最大容限分別是400pF和200pF，根據(jù)I2C總線協(xié)議，上拉電阻的最大值被總線電容所限制。

下面兩個(gè)圖可以看出上拉電阻的取值(Rs是I2C設(shè)備串聯(lián)在I2C總線上的電阻，可以防止SDA和SCL的高電壓毛刺波，例如電視的顯像管擊穿產(chǎn)生的高壓毛刺)

由上圖可以看出，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。

最大值網(wǎng)上有個(gè)計(jì)算公式，Rmax=T/0.874*C，C=200pF時(shí)，T=1us；C=400pF時(shí)，T=0.3us。但是根據(jù)這個(gè)公式計(jì)算出來(lái)的值都不怎么對(duì)，另外常數(shù)0.874怎么來(lái)的？

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