I2Cプルアップ抵抗の計算

このI2C LCDディスプレイをATxmega16A4Uマイクロコントローラーで駆動しようとしています。

どちらのデバイスも、最大400 kHzのI2Cクロック周波数で動作するようにリストされています。2つのデバイスは、I2Cバス上の唯一のデバイスです。

ただし、プルアップ抵抗の境界の計算を行うと、かなり奇妙な値が得られます。

I2C最小プルアップ抵抗値の計算：

$$\begin{equation} R_{min} = \frac{Vcc - 0.4}{3mA} = 966.7 \Omega \end{equation}$$

92ページのuCデータシートを見ると、10pFの最大ピン入力容量がリストされています。

ただし、LCDの場合、8ページにCapacitive load represent by each bus lineCb というラベルの付いたものがあり、400pFの最大値でリストされています。この値を10pFのuC入力容量に追加する必要があると想定していますが、これは非常に高く見え、計算が不安定になります。

たとえば、400kHzクロックの最大プルアップ抵抗値を計算しようとすると、次のようになります。

$$\begin{equation} R_{max} = \frac{300ns}{10pF + 400pF} = 731.7 \Omega \end{equation}$$

LCDデータシートを誤って解釈していますか？明らかに、最大許容プルアップ抵抗値は最小許容値よりも小さくすることはできません。

同様に、最大ネットバス容量を400pFとすると、次のようになります。

$$\begin{equation} R_{max} = \frac{300ns}{400pF} = 750 \Omega \end{equation}$$

まだ最大許容値を下回っています。

Atmelデータシートにタイプミスがあり、100kHzケースの立ち上がり時間は100nsではなく1000nsである必要があります（300nsの400kHzケースよりも低くする必要はありません）。

$\dfrac{1us}{400pF} = 2.5k\Omega$

LCDデータシート（ほぼ間違いなく）は最大バス容量を意味し、バスに追加する容量ではありません。おそらく10pFほど追加されます。LCRメーターで確認するか、2k抵抗で設定して立ち上がり時間を確認できます。

多くのデバイスは公式の400kHz仕様に完全に準拠していないため、400kHzが機能する条件（バス容量、プルアップ/電流源など）を理解するためにこれらを参照することをお勧めします。特にセクション6以降を参照してください（たとえば、 47ページの注4：

[4] 400 kHzで全バス負荷を駆動するには、0.6 V VOLで6 mA IOLが必要です。この仕様を満たさない部品も機能しますが、400 kHzおよび400 pFでは機能しません）

さらに、これらのテーブルはかなり役に立ち、あなたの計算に同意するように見えます：

あなたの計算は意味があります。このTIアプリケーションノート（セクション4.1）にも同様の計算があります。R _minの計算にV _cc = 1.8Vを使用していることに注意してください。

C _bは、LCDが動作できる最大バス容量であり、LCDがバスに追加する容量ではないことが考えられます。RC定数を測定することにより、I ² C入力の静電容量をテストできます。それは、桁違いの健全性チェックを提供します。