I2C总线中电平转换器的应用与操作原理

本文档是关于I2C总线数据交换协议的一个增补，特别讨论了如何连接逻辑电平不同的器件。它详细介绍了利用双向电平转换器来解决电压差异问题，确保不同电源电压的I2C总线部分能够正确通信。 在I2C总线系统中，有时会遇到不同电源电压的设备需要互相通信的情况。第18.1章节说明了一个解决方案，即通过双向电平转换器来连接3.3V和5V逻辑电平的器件。这种转换器由两个独立的N通道增强型MOS-FET管组成，分别用于串行数据线SDA和串行时钟线SCL。当低电压部分的设备下拉总线线路时，MOS-FET管导通，使得高电压部分的总线线路也被拉低，实现了电平匹配。反之，高电压设备下拉总线线路时，同样会通过MOS-FET管将低电压部分的总线线路拉低，保持逻辑一致性。 文中列举了电平转换器的三种工作状态： 1. 无器件下拉总线时，两个电压级别的总线线路各自保持高电平，但电平不同。 2. 3.3V设备下拉总线，MOS-FET管导通，使得5V部分的总线也被拉低，实现电平匹配。 3. 5V设备下拉总线，MOS-FET管因基底二极管作用导通，低电压部分总线线路也被拉低，保持一致的低电平状态。 I2C总线规范是整个通信的基础，包括起始和停止条件、字节格式、响应机制、仲裁和时钟同步等。此外，文档还提到了I2C总线的不同模式，如标准模式、快速模式和Hs模式，以及它们的电气规范和时序要求。 这份资料详细阐述了如何在I2C总线中通过电平转换器实现不同电源电压设备之间的有效通信，并提供了I2C总线的全面规范，包括其原理、操作状态和实际应用中的注意事项。这对于理解和设计支持I2C总线的系统至关重要。