I2C: пристрої 3,3 В і 5 В без переключення рівнів на шині 3,3 В?

мені справді потрібен перемикач рівня, якщо я використовую пристрої, що працюють на 5 В, на шині I2C, яка має підтягування до 3,3 В? На моє розуміння, пристрої будуть лише тягнути лінії (SDA, SCL) низькими (до землі) і ніколи не підводити свою напругу до шини. Тому я не бачу причини для перемикання рівня, доки всі пристрої визначають напругу підтягувачів (3,3 В) як логічно високу. Так має бути з пристроями, що використовують 5В як джерело живлення.

У моєму випадку у мене є мікросхема, чиї входи не є 5В-толерантними як майстер, і я міг би мовити своїх рабів з 3,3 В, але використовувати 5 В простіше в моїй схемі і дозволяє більш високі (внутрішні) тактові ставки для рабів.

Відповідно до версії 4 специфікації$\mathrm{I^2C}$ ,

"Через різноманітність різних технологічних пристроїв (CMOS, NMOS, біполярний), які можна підключити до шини I2C, рівні логічних" 0 "(LOW) та" 1 "(HIGH) не фіксуються і залежать від асоційований рівень VDD. Вхідні еталонні рівні встановлюються як 30% та 70% VDD; VIL - 0,3VDD, а VIH - 0,7 VDD. Див. Рис. 38, часова діаграма. Деякі рівні вхідних пристроїв були зафіксовані на VIL = 1,5 В і VIH = 3,0 В, але для всіх нових пристроїв потрібна ця специфікація 30% / 70%. Електричні характеристики див. У розділі 6. " (стор. 9)

Глибше в специфікації, ви побачите, що цей є мінімальною логічною високою напругою:$0.7 \times V_{DD}$

Для вашої системи 5В:

$0.7 \times 5 V = 3.5 V$

$0.3 \times 5 V = 1.5 V$

Для мене підключення 3,3 В виглядає незначним, особливо якщо будь-який з ваших 5В пристроїв використовує "новий" стандарт для логіки ВИСОКИЙ.$0.7 \times V_{DD}$

Ваш пробіг може відрізнятися, але завжди краще знаходитися в межах специфікації, де це можливо ...

Відповідь Cees невірна, зокрема "завжди" та "будь-яка". Мікроконтролеру вводу / виводу може знадобитися 0,6 Vdd як мінімум для високого рівня, інші мають мінімум 0,7 Vdd, і, як Madmanguruman вказує, що це стандарт для I2C. 0,7 Vdd - це 3,5 В при 5 В джерелі живлення, тому 3,3 В вже занадто мало.

Але це ще гірше. Регулятори напруги часто мають 5% відхилення від номінальної вихідної напруги, тому в гіршому випадку 5 В може бути 5,25 В, а потім 0,7 Вдд стає 3,655 В. Мінімальний вхід для високого рівня. Якщо 3,3 В має від'ємне 5% -не відхилення, то 3,3 В стає 3,135 В. Тож при врахуванні допусків вхід може бути занадто низьким на пів вольта або 15%.

Так,

Тому я не бачу причини для перемикання рівня, доки всі пристрої визначають напругу підтягувачів (3,3 В) як логічно високу. Так має бути з пристроями, що використовують 5В як джерело живлення.

є несвоєчасним висновком. Завжди перевіряйте таблиці та робіть розрахунок.

Я відчуваю, що інші відповіді насправді не відповіли на запитання Янніса. Він запитав про використання 5В пристроїв на шині 3,3 В (імовірно, 3,3 В MCU). Я погоджуюся, що підтягування, пов'язане з 3.3V, буде добре, наприклад, безпечне для головного пристрою, оскільки штифти SDA / SCL будуть лише тягнути вниз, як він згадував. Будьте уважні, що рабам і господареві потрібно буде розділити спільну основу (Vss штифтовий еквіпотенціал), щоб захистити MCU від перенапруги, але це, мабуть, все одно відбудеться. Тож метод Янніса повинен працювати, не змінюючи рівня.