I2C Pull-up Widerstand Rechner
Berechnen Sie optimale I2C-Pull-up-Widerstandswerte basierend auf Buskapazität und Geschwindigkeitsmodus. Unterstützt Standard, Fast und Fast Mode Plus.
Rechner
Total SDA/SCL line capacitance
Vcc Vcc
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SDA ─┼─────────────┼─ SCL
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│ IC1 │ │ IC2 │
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└─────┘ └─────┘So verwenden Sie diesen Rechner
Dieser I2C-Pull-up-Widerstandsrechner hilft Ihnen, die optimalen Pull-up-Widerstandswerte für Ihren I2C-Bus basierend auf Buskapazität, Versorgungsspannung und Geschwindigkeitsmodus zu finden.
- Schätzen Sie die Buskapazität — Summe aller Geräte-Eingangskapazitäten plus Leiterbahn-/Drahtkapazität
- Geben Sie die Versorgungsspannung ein — Typischerweise 3,3V oder 5V
- Wählen Sie den Geschwindigkeitsmodus — Standard (100kHz), Fast (400kHz) oder Fast Mode Plus (1MHz)
- Klicken Sie auf Berechnen — Erhalten Sie den gültigen Widerstandsbereich und empfohlene Werte
I2C-Pull-up-Formeln
Die Einschränkungen verstehen
- Maximaler Widerstand: Begrenzt durch Anstiegszeitanforderungen. Höhere Kapazität erfordert niedrigeren Widerstand
- Minimaler Widerstand: Begrenzt durch Ausgangssenkstrom (Iol). Darf die Fähigkeit des Geräts, die Leitung auf LOW zu ziehen, nicht überschreiten
- Der Faktor 0,8473: Abgeleitet von der RC-Anstiegszeit bis zum Erreichen von 0,7×Vcc (Logic-HIGH-Schwelle)
I2C-Geschwindigkeitsmodi
| Modus | Max. Frequenz | Max. Anstiegszeit | Max. Kapazität | Senkstrom |
|---|---|---|---|---|
| Standard-Modus | 100 kHz | 1000 ns | 400 pF | 3 mA |
| Fast-Modus | 400 kHz | 300 ns | 400 pF | 3 mA |
| Fast-Modus Plus | 1 MHz | 120 ns | 550 pF | 20 mA |
| High-Speed | 3,4 MHz | — | 400 pF | Speziell |
Hinweis: Der High-Speed-Modus erfordert aktive Pull-ups (Stromquellen) anstelle von Widerstand-Pull-ups.
Buskapazität schätzen
Kapazitätsquellen
- Geräte-Eingangskapazität: 3-10 pF pro Gerät (Datenblätter prüfen)
- Leiterplattenspur: ~1-2 pF/cm für typische Spurbreiten
- Steckverbinder: 2-5 pF pro Steckverbinder
- Draht/Kabel: 30-100 pF/Meter je nach Kabeltyp
Beispielberechnung
3 Geräte auf einer 10cm-Platine:
- 3 Geräte × 10 pF = 30 pF
- 10 cm Spur × 1,5 pF/cm = 15 pF
- Gesamt: ~45 pF (20% Sicherheitsmarge hinzufügen = 54 pF)
Häufig gestellte Fragen
Kann ich verschiedene Pull-up-Werte für SDA und SCL verwenden?
Typischerweise verwendet man für beide Leitungen den gleichen Wert. Wenn jedoch eine Leitung deutlich unterschiedliche Kapazität hat (z.B. längere Spur), könnte man jede einzeln optimieren.
Was wenn mein berechneter Bereich sehr klein oder ungültig ist?
Das bedeutet normalerweise, dass Ihre Buskapazität zu hoch für den Geschwindigkeitsmodus ist. Lösungen: Anzahl der Geräte reduzieren, Leiterbahnen verkürzen, Bus-Puffer/Extender verwenden oder auf einen langsameren Modus wechseln.
Sollte ich die internen Pull-ups meines Mikrocontrollers verwenden?
Interne Pull-ups (typischerweise 20-50kΩ) sind normalerweise zu schwach für ordnungsgemäßen I2C-Betrieb, besonders bei Fast-Mode-Geschwindigkeiten oder bei nennenswerter Buskapazität. Verwenden Sie immer externe Pull-ups für zuverlässige Kommunikation.
Wo sollte ich die Pull-up-Widerstände platzieren?
Platzieren Sie Pull-ups am Master-Gerät-Ende des Busses oder so nah wie praktisch möglich am Master. Verwenden Sie nur ein Paar Pull-ups pro Bus, nicht ein Paar pro Gerät.
Überprüfen Sie Ihre Bauteilauswahl
Nachdem Sie Ihre Bauteilwerte berechnet haben, verwenden Sie Schemalyzer zur Überprüfung Ihres Schaltplandesigns. Unsere KI-gestützte Analyse erkennt häufige Fehler und schlägt Verbesserungen vor.
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