I2C : 3.3V 버스에서 레벨 시프 팅이없는 3.3V 및 5V 장치?


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풀업이 3.3V 인 I2C 버스에서 5V 전원 장치를 사용하는 경우 실제로 레벨 시프터가 필요합니까? 내 이해에 따르면 장치는 라인 (SDA, SCL)을 낮게 (접지로) 끌어 당기지 않으며 버스로 공급 전압을 공급하지 않습니다. 따라서 모든 장치가 풀업 전압 (3.3V)을 논리적으로 높게 감지하는 한 레벨 시프터의 이유를 알지 못합니다. 5V를 공급 장치로 사용하는 장치의 경우에 해당합니다.

필자의 경우 입력이 마스터로서 5V 허용되지 않는 IC를 가지고 있으며 3.3V로 슬레이브에 전원을 공급할 있지만 5V를 사용하는 것이 회로에서 더 쉬우 며 슬레이브에 더 높은 (내부) 클럭 속도를 허용합니다.


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요약하자면 다음과 같습니다.-3.3V까지 풀업을 사용하는 I2C 버스에서 Vdd로 5V가있는 장치를 사용할 때 칩이 위험하지 않습니다-공차, 내부 칩 설계 등에 따라 작동하거나 작동하지 않을 수 있습니다.
Jannis

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올바른-손상 위험이 없으며 올바른 작동을 보장하지 않습니다.
Adam Lawrence

답변:


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I2C

"I2C 버스에 연결할 수있는 다양한 기술 장치 (CMOS, NMOS, 바이폴라)로 인해 논리 '0'(LOW) 및 '1'(HIGH)의 레벨은 고정되어 있지 않으며 입력 기준 레벨은 VDD의 30 % 및 70 %로 설정되며, VIL은 0.3VDD, VIH는 0.7VDD입니다 (그림 38, 타이밍 다이어그램 참조) 일부 레거시 장치 입력 레벨은 VIL = 1.5V로 고정되었습니다. VIH = 3.0V이지만 모든 새 장치에는이 30 % / 70 % 사양이 필요합니다. 전기 사양은 6 절을 참조하십시오. " (9 페이지)

0.7×VDD

NXP I2C spec rev.에서 발췌  4

5V 시스템의 경우 :

0.7×5V=3.5V

0.3×5V=1.5V

0.7×VDD

마일리지는 다를 수 있지만 가능한 한 항상 사양 내에있는 것이 가장 좋습니다 ...


정리 stevenvh 주셔서 감사합니다. 나는 어제 서두르고 있었다.
Adam Lawrence

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Cees의 답변, 특히 "항상"및 "모든"이 잘못되었습니다. 마이크로 컨트롤러 I / O는 높은 수준의 경우 최소 0.6 Vdd가 필요할 수 있고 다른 수준은 최소 0.7 Vdd가 될 수 있으며 Madmanguruman과 마찬가지로 이것이 I2C의 표준임을 나타냅니다. 0.7Vdd는 5V 전원에서 3.5V이므로 3.3V는 이미 너무 낮습니다.

그러나 훨씬 더 나쁘다. 전압 레귤레이터는 공칭 출력 전압에 대해 종종 5 %의 허용 오차를 가지므로 최악의 경우 5V는 5.25V 일 수 있으며 0.7Vdd는 3.675V가됩니다. 높은 레벨의 최소 입력. 3.3V가 음의 5 % 허용 오차를 갖는 경우 3.3V는 3.135V가됩니다. 따라서 허용 오차를 고려하면 입력 전압이 너무 낮거나 15 %가 될 수 있습니다.

그래서,

따라서 모든 장치가 풀업 전압 (3.3V)을 논리적으로 높게 감지하는 한 레벨 시프터의 이유를 알지 못합니다. 5V를 공급 장치로 사용하는 장치의 경우에 해당합니다.

적시에 결론입니다. 항상 데이터 시트를 확인하고 계산하십시오.


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다른 답변이 Jannis의 질문에 실제로 답변하지 않았다고 생각합니다. 그는 3.3V 버스 (아마도 3.3V MCU)에서 5V 장치 사용에 대해 물었습니다. SDA / SCL 핀이 언급했듯이 SDA / SCL 핀이 풀다운되므로 3.3V에 풀업을 연결하는 것이 좋습니다. MCU를 과전압으로부터 보호하기 위해 슬레이브와 마스터는 공통 접지 (Vss 핀 등전위)를 공유해야하지만, 어쨌든 이러한 상황이 발생했을 수 있습니다. 따라서 Jannis의 방법은 레벨 시프터없이 작동해야합니다.


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어서 오십시오!! 귀하가 새로운 기고자 인 것으로 나타났습니다. 귀하는 귀하가 6 세 이상의 질문에 대한 답변을 제공하고 있음을 깨닫지 못할 수도 있습니다. 시스템은 지속적으로 오래된 질문을 제기하므로 이러한 질문이 수정되므로 염두에 두어야합니다.
에드거 브라운
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