原创 上拉电阻的实例分析

手机原理设计中，上拉电阻常用在中断，GPIO控制，I2C等信号上，本文希望能通过实例分析加深对上拉电阻的理解。如果有错误，请各位提出来。

    中断，GPIO,I2C等一般都是OC或者OD门，芯片内部无上拉电阻时，则外部必须加上拉电阻才能输出高电平。一般I/O端的驱动能力在2～4mA量级，OC或者OD门的导通电压为0.4V左右，手机中加在上拉电阻上的电压一般都是2.8V，上拉电阻的最小值不能低于800R（2.8-0.4V/3mA=0.8K），5V电压时，则不能低于1.5K(5-0.4V/3mA=1.5K)。中断和GPIO信号本身，只需要产生一个高电平即可，不需要驱动设备，上拉电阻可以取大点，减小功耗，但须注意上拉电阻不能太大，否则会和PCB走线，器件等负载电容影响信号上升时间。经验值一般在4.7~100K之间。以上是个人观点

    I2C上拉电阻阻值计算:

    I2C的接口一般都是OD机制，同样需要加上拉电阻才能输出高电平。上拉电阻的最小值须符合上文。下面计算下上拉电阻的最大值。

                             I2C总线图

  I2C总线的传输速率分为标准模式（100Kbit/s）和快速模式（400Kbit/s），负载的最大容限分别是400pF和200pF，根据I2C总线协议，上拉电阻的最大值被总线电容所限制。

    下面两个图可以看出上拉电阻的取值(Rs是I2C设备串联在I2C总线上的电阻，可以防止SDA和SCL的高电压毛刺波，例如电视的显像管击穿产生的高压毛刺)

    由上图可以看出，上拉电阻的最小值由上拉电源决定，最大值由总线电容决定。

    最大值网上有个计算公式，Rmax=T/0.874*C，C=200pF时，T=1us；C=400pF时，T=0.3us。但是根据这个公式计算出来的值都不怎么对，另外常数0.874怎么来的？请懂得人指教下。手机等低功耗设备一般选择4.7K。