CN102751976A - 一种基于i2c的防漏电与电平兼容电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，包括主控制器、从属设备、I2C、第一电源VCC_A、第二电源VCC_B，所述的I2C包括时钟信号线SCL、数据线SDA，所述的时钟信号线SCL的一端SCL_A与主控制器连接，所述的时钟信号线SCL的另一端SCL_B与从属设备连接，所述的数据线SDA的一端SDA_A与主控制器连接，所述的数据线SDA的另一端SDA_B与从属设备连接，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管，所述的MOS管接在I2C上，用于做电平兼容与防漏电。与现有技术相比，本发明对于VCC_A和VCC_B的低压差小于0.6V的情况具有有效实现防漏电和电平兼容等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种防漏电与电平兼容电路，尤其是涉及一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路。
背景技术
由于大规模集成电路技术的发展，在单个芯片集成CPU以及组成一个单独工作***所必须的ROM、RAM、I/O端口、A/D、D/A等***电路和已经实现，这就是常说的单片机或微控制器。目前，世界上许多公司生产单片机，品种很多：包括各种字长的CPU，各种容量和品种的ROM、RAM，以及功能各异的I/O等等。但是，单片机品种规格有限，所以只能选用某种单片机再进行扩展。扩展的方法有两种：一种是并行总线，另一种是串行总线。由于串行总线连线少，结构简单，
往往不用专用的母板和插座而直接用导线连接各个设备即可。因此，采用串行总线大大简化了***硬件设计。PHILIPS公司早在十几年就前推出了I2C串行总线，它是具备多主机***所需的包括裁决和高低速设备同步等功能的高性能串行总线。
I2C串行总线有两根信号线：一根双向的数据线SDA；另一根是时钟信号线SCL。所有接到I2C总线上的设备的串行数据都接到总线的SDA线，各设备的时钟信号线SCL接到总线的SCL。
如图1所示为现在设计采用的I2C连接设计方式。主控制器端的电压为VCC_A，从属端为VCC_B。如果VCC_A和VCC_B的大小不一样，则就可能会存在大电压的向小电压的一方漏电。或者主从芯片的上电时序不一样，先上电的电压对还未上电的芯片漏电。如果VCC_A和VCC_B压差很大，可以通过电平转换芯片来解决。但是如果两者的压差较小，如0.1V，0.2V，则电平转换芯片难以实现转换。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路。其中VCC_A和VCC_B的压差在0.6V以内，都可以通过本发明来实现电平转换。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，包括主控制器、从属设备、I2C、第一电源VCC_A、第二电源VCC_B，所述的I2C包括时钟信号线SCL、数据线SDA，所述的时钟信号线SCL的一端SCL_A与主控制器连接，所述的时钟信号线SCL的另一端SCL_B与从属设备连接；所述的数据线SDA的一端SDA_A与主控制器连接，所述的数据线SDA的另一端SDA_B与从属设备连接，所述的主控制器与第一电源VCC_A连接，所述的从属设备与第二电源VCC_B连接；
其特征在于，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管，所述的MOS管接在I2C上，用于做电平兼容与防漏电；所述的电阻R1接在时钟信号线SCL的一端SCL_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R2接在数据线SDA的一端SDA_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R3接在时钟信号线SCL的另一端SCL_B与第二电源VCC_B之间，所述的R4接在数据线SDA的另一端SDA_B与第二电源VCC_B之间。其中VCC_A和VCC_B的压差要小于0.6V。
所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值相同。
若第一电源VCC_A小于等于第二电源VCC_B，所述的MOS管为双N沟通MOS管，包括与第一电源VCC_A连接的栅极、与时钟信号线SCL的一端SCL_A连接的第一漏极、与数据线SDA的一端SDA_A连接的第二漏极、与时钟信号线SCL的另一端SCL_B连接的第一源极、与数据线SDA的另一端SDA_B连接的第二源极。
若第一电源VCC_A大于第二电源VCC_B，所述的MOS管为双N沟通MOS管，包括与第一电源VCC_B连接的栅极、与时钟信号线SCL的一端SCL_A连接的第一源极、与数据线SDA的一端SDA_A连接的第二源极、与时钟信号线SCL的另一端SCL_B连接的第一漏极、与数据线SDA的另一端SDA_B连接的第二漏极。
与现有技术相比，针对VCC_A和VCC_B的压差在0.6V以内，本发明具有有效实现防漏电和电平兼容。
附图说明
图1为现有的I2C连接设计电路图；
图2为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图2所示，一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，包括主控制器1、从属设备2、I2C、MOS管、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、第一电源VCC_A、第二电源VCC_B；
所述的I2C包括时钟信号线SCL、数据线SDA，所述的时钟信号线SCL的一端SCL_A与主控制器1连接，所述的时钟信号线SCL的另一端SCL_B与从属设备2连接；所述的数据线SDA的一端SDA_A与主控制器1连接，所述的数据线SDA的另一端SDA_B与从属设备2连接；所述的电阻R1接在时钟信号线SCL的一端SCL_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R2接在数据线SDA的一端SDA_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R3接在时钟信号线SCL的另一端SCL_B与第二电源VCC_B之间，所述的R4接在数据线SDA的另一端SDA_B与第二电源VCC_B之间；其中VCC_A和VCC_B的压差要小于0.6V。
所述的主控制器1与第一电源VCC_A连接，所述的从属设备2与第二电源VCC_B连接。
其中，若第一电源VCC_A小于等于第二电源VCC_B，所述的MOS管为双N沟通MOS管，包括与第一电源VCC_A连接的栅极G、与时钟信号线SCL的一端SCL_A连接的第一漏极D1、与数据线SDA的一端SDA_A连接的第二漏极D2、与时钟信号线SCL的另一端SCL_B连接的第一源极S1、与数据线SDA的另一端SDA_B连接的第二源极S2；若第一电源VCC_A大于第二电源VCC_B，MOS管反接，且栅极G端电压接第二电源VCC_B。
所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值相同，均为4.7KΩ。
MOS管选择2N7002DW，2N7002DW为双N-MOS管，具有高切换速度，低门限导通电压(VGS(th))，低漏电流，因此一个2N7002DW就可以满足I2C的应用。
下面对此电路的工作进行分析。VCC_A≤VCC_B(VCC_B-VCC_A＜0.6V)
1)主控制器1向从属设备2发送控制命令
SCL_A和SDA_A发出高电平时，此时SCL_B和SDA_B为VCC_B上拉，也为高电平，Vgs≤0，NMOS不导通，SCL_B和SDA_B保持VCC_B上拉也为高电平。从属端与主控制器端状态一致。
SCL_A和SDA_A发出低电平时，SCL_B和SDA_B通过NMOS内部的二极管导通，电压降低为二极管的导通电压0.6-0.7V，此时Vgs＞VGS(th)，MOS管导通，SCL_B和SDA_B被SCL_A和SDA_A拉低为低电平。从属设备2端与主控制器1端状态一致。
2)从属设备2向主控制器1返回状态
SCL_B和SDA_B发出高电平时，此时SCL_A和SDA_A为VCC_A上拉，也为高电平，Vgs≤0，NMOS不导通，SCL_A和SDA_A保持VCC_A上拉也为高电平。主控制器端与从属端状态一致。
SCL_B和SDA_B发出低电平时，Vgs＝(VCC_A-0)＞VGS(th)，则NMOS管导通，SCL_A和SDA_A被SCL_B和SDA_B拉低为低电平。主控制器1端与从属设备2端状态一致。
通过上面的分析看出，主设备端的I2C电平电压保持为VCC_A，从属设备2端的I2C电平电压保持为VCC_B。而且在上电时序方面，一方先上电由于NMOS的存在也不会向对方漏电。
Claims (4)
1.一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，包括主控制器、从属设备、I2C、第一电源VCC_A、第二电源VCC_B，所述的I2C包括时钟信号线SCL、数据线SDA，所述的时钟信号线SCL的一端SCL_A与主控制器连接，所述的时钟信号线SCL的另一端SCL_B与从属设备连接；所述的数据线SDA的一端SDA_A与主控制器连接，所述的数据线SDA的另一端SDA_B与从属设备连接，所述的主控制器与第一电源VCC_A连接，所述的从属设备与第二电源VCC_B连接；
其特征在于，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管，所述的MOS管接在I2C上，用于做电平兼容与防漏电；所述的电阻R1接在时钟信号线SCL的一端SCL_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R2接在数据线SDA的一端SDA_A与第一电源VCC_A之间，所述的电阻R3接在时钟信号线SCL的另一端SCL_B与第二电源VCC_B之间，所述的R4接在数据线SDA的另一端SDA_B与第二电源VCC_B之间。其中VCC_A和VCC_B的压差要小于0.6V。
2.根据权利要求1所述的一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，其特征在于，所述的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4的阻值相同。
3.根据权利要求1所述的一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，其特征在于，若第一电源VCC_A小于等于第二电源VCC_B，所述的MOS管为双N沟通MOS管，包括与第一电源VCC_A连接的栅极、与时钟信号线SCL的一端SCL_A连接的第一漏极、与数据线SDA的一端SDA_A连接的第二漏极、与时钟信号线SCL的另一端SCL_B连接的第一源极、与数据线SDA的另一端SDA_B连接的第二源极。
4.根据权利要求1所述的一种基于I2C的防漏电与电平兼容电路，其特征在于，若第一电源VCC_A大于第二电源VCC_B，所述的MOS管为双N沟通MOS管，包括与第一电源VCC_B连接的栅极、与时钟信号线SCL的一端SCL_A连接的第一源极、与数据线SDA的一端SDA_A连接的第二源极、与时钟信号线SCL的另一端SCL_B连接的第一漏极、与数据线SDA的另一端SDA_B连接的第二漏极。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2011101011705A CN102751976A (zh) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 一种基于i2c的防漏电与电平兼容电路 |
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| CN2011101011705A CN102751976A (zh) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 一种基于i2c的防漏电与电平兼容电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN102751976A true CN102751976A (zh) | 2012-10-24 |
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ID=47031910
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| CN2011101011705A Pending CN102751976A (zh) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | 一种基于i2c的防漏电与电平兼容电路 |
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| CN (1) | CN102751976A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107368444A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-21 | 杭州迪普科技股份有限公司 | 电子设备 |
| CN114090492A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-02-25 | 南京众核电子科技有限公司 | 一种应用于处理器的i2c电平转换装置及其方法 |
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2011
- 2011-04-21 CN CN2011101011705A patent/CN102751976A/zh active Pending
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| CN114090492A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-02-25 | 南京众核电子科技有限公司 | 一种应用于处理器的i2c电平转换装置及其方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121024 |