I2C总线规范：标准与快速模式器件电气特性

"面向对象的用电信息数据交换协议_增补备案20181107，I2C总线规范" 本文档主要讨论的是I2C（Inter-Integrated Circuit）总线规范，这是一种用于微控制器和其他电子设备之间通信的简单两线制接口。I2C总线具有低数据速率、低引脚数量和易于实现的特点，适用于各种嵌入式系统。 在标准和快速模式器件部分，文档介绍了两种不同工作模式下的I2C总线特性。标准模式器件的工作速率是100kbit/s，而快速模式器件则可以达到400kbit/s。I2C总线的时序特性对传输速率有直接影响。表4列出了F/S模式（即标准和快速模式）I2C总线SDA和SCL线的I/O级特性，包括输入电压阈值、迟滞、输出电平等参数。这些参数确保了在不同电源电压下设备之间的兼容性和稳定性。 总线线路的电气规范和时序是关键，包括总线线路电容和噪声容限。文档指出，总线线路电容范围从10pF到400pF，这影响了信号的上升和下降时间。例如，当总线电容增加时，输出下降时间会延长。此外，输入滤波器必须能够抑制50ns以下的毛刺脉冲，以防止错误的数据解析。 I2C总线的时序定义了SCL（时钟线）的小高电平和低电平周期，这两个周期限制了最大的位传输速率。同时，总线的电气规范中包含了关于毛刺抑制的要求，确保信号的清晰无误。 文中还提到了仲裁和时钟同步机制，这对于多设备共享总线的情况至关重要。仲裁机制避免了在同一时刻多个设备试图控制总线时发生冲突，而时钟同步机制允许主设备和从设备间进行有效的数据交换。 此外，文档中还涵盖了不同工作模式如标准模式、快速模式和高速模式（Hs模式）的特性，以及不同模式间的切换和兼容性问题。高速模式的传输速率更高，可达数兆比特每秒，并且对于混合速度总线系统提出了特定的时序要求。 最后，I2C总线器件与总线线路的电气连接部分，提到了器件电阻Rp和RS的值，以及快速模式器件的输出级斜率控制和上拉电路，这些都是确保总线信号质量和稳定性的关键因素。 这份文档详尽地阐述了I2C总线标准和快速模式器件的电气规范、时序特性以及相关的应用信息，为理解和设计使用I2C总线的系统提供了重要的技术指导。