利用双向电平转换器连接不同逻辑电平的I2C总线

本资源详细介绍了如何在I2C总线系统中连接逻辑电平不同的器件，如低电压和高电压设备。章节18.1首先讲述了利用上拉电阻和双向电平转换器来解决电源电压差异问题。在一个典型的I2C总线设计中，低电压部分的器件通过3.3V电源和上拉电阻连接，而高电压部分则连接到5V电源。电平转换器使用N沟道增强型MOS-FET组成，包括TR1（SDA线）和TR2（SCL线），其门极连接到较低电压的电源，源极连接到低电压总线，而漏极连接到较高电压的总线。 操作原理分为三个状态：1）当无器件下拉总线时，上拉电阻确保两端电压一致；2）当3.3V器件拉低总线时，MOS-FET导通，两边电压同步；3）当5V器件拉低总线时，MOS-FET通过内置二极管工作，保持低电压总线稳定。这三个状态确保了双向通信，无论信号来自哪个方向，都能实现有效的逻辑电平转换。 I2C总线规范涉及多个版本，如1.0、2.0、2.1等，这些版本对起始和停止条件、数据有效性、仲裁、时钟同步、地址格式等都有详细规定。I2C协议允许设计者在不同速度模式（标准、快速、Hs等）下工作，支持7位和10位寻址，以及不同设备之间的高效通信。电气规范和时序对于正确连接器件至关重要，包括电阻值的选择和接口电路的设计。 此外，资源还提到广州周立功单片机发展有限公司提供的相关服务和支持，如电话、传真和网址，以及针对快速模式的器件控制技术，如斜率控制输出级和开关上拉电路的设计建议。最后，对于总线线路的配置，包括电阻的最小和最大值，都是设计I2C系统时不可忽视的重要内容。整个内容覆盖了从理论到实践的全方位指导，适合那些在实际项目中需要处理不同电平设备连接的工程师参考。