【经验】解析红外阵列成像传感器MLX90640与MCU硬件连接电路设计中上拉电阻的选择

时间： 2022-03-15 来源：世强

技术问答

MELEXIS的MLX90640是红外阵列成像传感器，需要进行I2C协议进行通讯，但并不是所有MCU的内部没有配置I2C硬件电路，在使用模拟I2C电路时发现I2C器件不能正常通讯，用逻辑分析仪进行观察后发现I2C总线在无任何工作时，时钟一直保持为低电平，一般来说，电源通过上拉电阻对电容进行充电，从而拉高电平，判断是上拉电阻的阻值过大的缘故，那么I2C电路中，上拉电阻该如何选择呢？本文针对此进行一个讲解。

由于I2C的特性，I2C总线必须接上拉电阻才可以正常通讯。通常I2C器件得厂商会给出设计说明，给出参考电值，但是在实际使用过程中，由于受到例如PCB走线、引脚连接等影响，需要以实际电路为主，上拉电阻的最大值由总线容限负载决定：

V(t)=V_DD（1-e^-t/(R_P^C)）——>t=-R_pCln(1-V(t)/V_DD)

其中t为上升时间，R_pC为时间常数，计算电压上升至V_IL和上升至V_HL的时间差，最终可知，当V_IL=0.3*V_DD时，T₁=0.356675*RpC，当V_IH=0.7*V_DD时，T₂=1.203970*RpC，TR=T₂-T₁=0.847298*RpC，这样我们就得到了最大Rp值与总线电容的关系。

有了最大值还必须知道最小值，为了使总线电平能够被I2C器件拉低，在输出级V_OLmax=0.4V 时指定I_OL为3mA，所以上拉电阻最小值的计算为：

R_pmin＞＝(V_DD(min)-V_OL)/3mA

综上可知，上拉电阻Rp可以取的范围是1.53K~7K，所以当V_DD=3.3V时，通常选用4.7K，当V_DD = 5V时，一般取5.1K ，一般来说只要在范围内选取常规电阻阻值就可以了。

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