11、树莓派与I2C设备：双向电平转换器与真假游戏搭建

树莓派与I2C设备：双向电平转换器与真假游戏搭建

1. 双向电平转换器

在电子设备通信中，有时需要在两个方向上进行电压转换，比如使用I2C协议时，信号要在低电压（3.3V）的树莓派和高电压的I2C设备之间双向传输。这里介绍的双向电平转换器电路基于Adafruit和SparkFun使用的电路，使用了表面贴装MOSFET，电路板有四个通道，每个通道使用BSS138 MOSFET。

由于表面贴装器件（SMDs）使用起来比较麻烦，且电平转换器价格不贵，建议直接购买电平转换板。了解电平转换的工作原理也很有用，下面是其工作情况：
- 两侧均为高电平 ：MOSFET关闭，两个上拉电阻使用各自的电源电压确保两侧为高电平。
- 低电压信号端变低 ：MOSFET处于正向配置，由于栅极输入，MOSFET导通，将高电压端也拉低。
- 高电压端变低 ：由于MOSFET的内部特性，允许小电流反向流动，源极连接电压下降，使MOSFET导通，进一步拉低源极。

也可以使用合适的集成电路，如74LVC245，但它因需要上拉电阻而与I2C不兼容，不过可用于SPI和其他不需要上拉电阻的传感器。

2. I2C简介

I2C是一种用于与外设通信的串行通信协议，采用主从关系。通常树莓派作为主设备，与传感器或显示器等外设通信。它适用于连接低速设备，是双向的，可用于输入和输出设备。SMBus是I2C的子集，使用更严格的标准，仅适用于低速设备。

I2C的主要特点是仅使用两个端口进行通信，可在多个设备间共享。有数据连接SDA和时钟