IIC通信协议

IIC（Inter-Integrated Circuit）

基本介绍 有请kimi同学

                                                                                                                                                      

物理层：上拉电阻

关于这个具体计算，可以参考TI的一篇文档，写的相当清楚了：

https://www.ti.com/lit/ml/slva689/slva689.pdf?ts=1679814584051

简要概括一下

最小值与电源电压VCC，有效逻辑低点读取的VOL电平，输出低电平电流IOL相关。至于为啥....en没看懂。估计和IO的输入电流限制有关

最大值与上升沿时间和总线容性负载有关。具体推导见上文链接。总线的容性负载与上拉电阻构成RC电路，R值过大，充放电时间（RC）就会久，而一旦充放电时间超过I2C上升沿、下降沿时间，就会对信号产生影响。

上升沿时间根据c8t6手册为0.3VDD-0.7VDD，这与上文推导公式相符。

具体参数可参考数据手册I2C部分，可以找到公式中的对应参数

更详细的可以参考NXP的I2C规格手册：I2C-bus specification and user manual

（挺全面的，就是太多了，抽空再仔细看看）

根据手册，常用的速度模式有这几种：

不同模式对应参数不同，得出的电阻范围也不同。

哎 来算个3.3V输入标准模式吧 数据如下：

数据手册参考值Rp=4.7K......算的好像不太对啊(计算错误，最大值应该是2.95K)。当然，这都是根据手册极限值算的，实际情况到不了此数值，计算结果也有一定偏差。比如规定负载电容最大 400pF，实际上不会超过 200pF，且与总线上挂的从机数量也有关系。

不同速率采用的电阻一般有以下几种：1.5K、2.2K、4.7K。

需要更精确的需求可以自己计算一下优化波形。

总结：

1.Rp最大值由总线最大容限（Cbmax)决定，过大导致波形畸变,Rp最小值由Vio与上拉驱动电流（最大取3mA)决定，过小导致灌电流过大损坏端口，当VDD＝3V时，灌入电流不超过3mA；  2.I2c从设备的数量受总线电容,<=400pF的限制；                                                                            3.噪声恶劣情况下在I2c总线可以串连300欧姆电阻RS可以用于防止SDA和SCL线的高电压毛刺；    4.引脚采用开漏输出                                                                                                                          5.总线空闲时需保持输出高电位，可用端口模拟IIC                                                                            6.PCB布线：低速线无特殊处理

再回过头看看，c8t6的I2C虽然内部有一个内部40K弱上拉电阻，但不符合传输要求，外部还是得接上拉电阻。

关于数据帧格式与通信过程资料有很多，就不重复造轮子了，直接参考

b站铁头山羊的STM32学习笔记6-I2C通信的数据帧格式，结构，寄存器，收发过程_i2c数据帧格式-优快云博客

全面解读I2C（IIC）协议：原理、信号线、数据帧、优点、缺点及应用场景和STM32示例代码程序，带动画演示_i2c协议-优快云博客

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十二---IIC(读取AT24C02 )_hal iic-优快云博客

I2C总线中上拉电阻、电源电压、总线电容三者之间的函数关系 - 马小跳life - 博客园