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I2C由一條時鐘線和一條數據線組成，我們先看兩張圖。
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2023-10-16 14:25 上傳
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I2C的波形
I2C協議基本形式 I2C的輸入輸出結構采用的是開漏的結構 。 開漏結構 不能夠自主得到高電平，所以需要通過外部上拉電阻 來的實現 I2C 通信過程中的高電平。上拉電阻 的大小取決于 I2C 不同模式時的灌電流大小。這種結構作為邏輯輸出時候，必須要有外部上拉，一般是通過電阻加到VCC電源，平時保持高電平，當輸入低電平時也可被拉低，也就是說此時的開漏輸出的可以作為外部的輸入I/O口。 因為多個設備共用一條I2C總線，如果 I2C 使用的是推挽輸出，假設在某個時間，A設備和B設備剛好在不同的電平輸出，則會引起短路。
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下圖是I2C 獲得高低電平的情景。
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如果我們不接上拉電阻，設備的I2C SCL SDA引腳是浮空狀態，浮空的意思是沒有確定的電平，可能是高，也可能是低。而根據I2C的協議，在總線空閑期間，SDA和SCL都是高電平，當SDA出現下降沿時信號傳輸開始，如果沒有確定的電平，一旦有外部的干擾，則可能會誤啟動I2C。 上拉電阻取值上面我們已經說到，由于I2C開漏輸出需要輸出高電平我們就需要加上拉電阻。那上拉電阻該如何取值呢？通常情況下我們使用4.7kΩ，就能適用于大多數應用場景。如果需要更精確的電阻值，我們可以使用以下公式： Rmin = (Vcc - Vol) / Iol Rmax=Tr / (0.8473 * Cb) R 是所需的上拉電阻值（Ω）； Vcc 是供電電壓（伏特，V）； Vol 是I2C總線上的輸出電平電壓（通常是0.4V）； Iol 是I2C總線上的輸出電流（通常是3mA）； Tr是上升沿時間，Cb是總線電容，0.8473是標準上升沿時間； 通過上面這個公式可以計算出合適的取值。由上可知，供電電壓決定上拉電阻的最小值，總線負載電容決定上拉電阻的最大值。 常見的上拉電阻阻值有1k、1.5k、2.2k、4.7k、5.1k、10k等。 | 
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