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。