一种I2C总线通讯电路、实现方法及电子设备技术

本申请涉及一种I2C总线通讯电路、实现方法及电子设备，所述电路包括主机、至少1台从机、前置调整电路、I2C总线、分压电路和电平转换芯片；前置调整电路与主机连接，主机通过I2C总线分别与分压电路和电平转换芯片连接，电平转换芯片与从机连接，分压电路与从机连接；通过前置调整电路、分压电路和电平转换芯片的相互配合，能够在主机与从机在不同工作电压的情况下，利用I2C总线在空闲时利用高电平电压为分压电路充电，确保有足够的电量提供给从机完成与主机在一个通讯周期的数据传输，不仅简化了电路结构，使得较少的元器件数量，制造成本较低，还降低了电路的整体能耗。还降低了电路的整体能耗。还降低了电路的整体能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种I2C总线通讯电路、实现方法及电子设备


[0001]本申请涉及电子电路
，特别是涉及一种I2C总线通讯电路、实现方法及电子设备。

技术介绍

[0002]I2C总线是NXP半导体公司开发的一种双向总线，在电子电器中广泛使用，在实现主机与从机的通讯中，其连接包含串行数据线(102)、串行时钟线(101)、电源正极线、电源负极线，共四条连接线，详见《UM10204 I2C
‑
bus specification andusermanual》(最新版本7.0)，以下简称《UM10204》。
[0003]随着节能技术的发展，在IC2总线通讯电路中，越来越多的I2C从机芯片降低了工作电压，以获得更低的能耗，提高产品竞争力，其工作电压大多在3.3V或1.8V，甚至更低。嵌入式MCU在IC2总线通讯电路中一般作为主机，其工作电压大多为5.0V或3.3V。但在主机与从机工作电压不同的情况下，需要增设线性电源LDO为从机提供低于主机工作电压的电源电压，不仅增加电路的整体耗能，同时也会造成成本增加，不利用提高产品的市场竞争力。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述现有I2C总线通讯电路中存在的问题，提供一种低耗能和制造成本低的I2C总线通讯电路、实现方法及电子设备。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种I2C总线通讯电路，包括：
[0006]主机、至少1台从机、前置调整电路、I2C总线、分压电路和电平转换芯片；所述前置调整电路被配置为对I2C总线进行转换处理，得到高电平电压信号；所述电平转换芯片被配置为实现对所述I2C总线进行电平转换；所述I2C总线被配置为传输所述主机发送的数据信号至所述从机或传输所述从机发送的数据信号至所述主机，所述I2C总线还被配置为传输高电平电压信号至所述分压电路；所述分压电路被配置为对接收到的高电平电压信号进行转换处理，得到第一调整电压信号，并向所述从机传输第一调整电压信号。
[0007]在其中一个实施例中，所述前置调整电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端与外部电源的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述主机的数据端口连接，所述第二电阻的第二端与所述主机的时钟端口连接。
[0008]在其中一个实施例中，所述I2C总线包括串行时钟线和串行数据线，所述主机的时钟端口通过所述串行时钟线与所述电平转换芯片连接，所述主机的数据端口通过所述串行数据线与所述电平转换芯片连接，所述分压电路的输入端与所述串行时钟线连接，所述主机的接地端口与所述从机的接地端口连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述分压电路包括第一二极管、第三电阻和第一电容，所述第三电阻的第一端与所述第一电容的正极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电容的负极连接，所述第一电容的负极与地线连接，所述第一二极管的阳极与所述串行时钟线连接，所述第一二极管的阴极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与地线
连接，所述第一电容的正极与所述从机的电源正极输入端连接，所述第一电容的负极与所述从机的接地端口连接。
[0010]在其中一个实施例中，所述电平转换芯片至少包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述第三端口存在逻辑互连，所述第二端口与所述第四端口存在逻辑互连，所述第一端口经所述串行数据线与所述主机的数据端口连接，所述第二端口经所述串行时钟线与所述主机的时钟端口连接，所述第三端口经所述串行数据线与所述从机的数据端口连接，所述第四端口经所述串行时钟线与所述从机的数据端口连接。
[0011]在其中一个实施例中，所述分压电路输出的电压值满足所述从机的工作电压范围。
[0012]在其中一个实施例中，所述主机的数据传输速率与所述从机的数据处理速率相适配。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种I2C总线通讯电路的实现方法，所述I2C总线通讯电路的实现方法包括：
[0014]在电路中设定作为主设备的主机以及作为从设备的从机；
[0015]把主机的数据端口与第一电阻的第二端连接，主机的时钟端口与第二电阻的第二端连接，使串行时钟线和串行数据线上拉获得高电平；
[0016]把主机的时钟端口通过电平转换芯片与从机的时钟端口连接，将主机的数据端口通过电平转换芯片与从机的数据端口连接，电平转换芯片用于实现串行时钟线和串行数据线的电平转换；
[0017]根据从机的工作电压范围确定分压电路的输出电压；
[0018]把分压电路的输入端与串行时钟线连接，利用串行时钟线处于高电平时为分压电路充电，当串行时钟线由高电平向低电平转换，分压电路为从机提供电源电压。
[0019]在其中一个实施例中，所述分压电路的输出电压的表达式为：
[0020]U0＝(V
DD
–
U
d
)
×
R3÷
(R2+R3)
[0021]其中，U0为第一电容的充电电源电压，V
DD
为外部电源的输出电源，U
d
为第一二极管的正向压降，R2为第二电阻的电阻值，R3为第三电阻的电阻值。
[0022]在其中一个实施例中，所述分压电路中第一电容的电容值的表达式为：
[0023]0.5C(U
02
‑
U
12
)＝U0×
(I+U0÷
R)
×
t
[0024]其中，C为第一电容的电容量，U0为第一电容充电后电压，U1为第一电容放电后电压，I为从机工作最大电流，R为第一电容与第三电阻并联后的电阻阻值，t为第一电容放电时间。
[0025]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上述的I2C总线通讯电路。
[0026]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
[0027]上述I2C总线通讯电路的各实施例中，包括主机、至少1台从机、前置调整电路、I2C总线、分压电路和电平转换芯片；前置调整电路与主机连接，主机通过I2C总线分别与分压电路和电平转换芯片连接，电平转换芯片与从机连接，分压电路与从机连接；前置调整电路被配置为对I2C总线进行转换处理，得到高电平电压信号；电平转换芯片被配置为实现对I2C总线进行电平转换；I2C总线被配置为传输主机发送的数据信号至从机或传输从机发送
的数据信号至主机，I2C总线还被配置为传输高电平电压信号至分压电路；分压电路被配置为对接收到的高电平电压信号进行转换处理，得到第一调整电压信号，并向从机传输第一调整电压信号，对从机进行供电，进而实现电路结构简单、耗能低、制造成本低的I2C总线通讯电路。本申请通过前置调整电路、分压电路和电平转换芯片的相互配合，简化了电路结构，使得较少的元器件数量，制造成本较低，通过在串行时钟线与分压电路连接，在串行时钟线处于高电平时，第一二极管导通，第二电阻输出电压经第一二极管、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种I2C总线通讯电路，其特征在于，包括：主机(11)、至少1台从机(12)、前置调整电路(13)、I2C总线(14)、分压电路(15)和电平转换芯片(16)；所述前置调整电路(13)被配置为对所述I2C总线(14)进行转换处理，得到高电平电压信号；所述电平转换芯片(16)被配置为实现对所述I2C总线(14)进行电平转换；所述I2C总线(14)被配置为传输所述主机(11)发送的数据信号至所述电平转移芯片(16)后输入至所述从机(12)或传输所述从机(12)发送的数据信号至所述电平转移芯片(16)后输入至所述主机(11)，所述I2C总线(14)还被配置为传输高电平电压信号至所述分压电路(15)；所述分压电路(15)被配置为对接收到的高电平电压信号进行转换处理，得到第一调整电压信号，并向所述从机(12)传输第一调整电压信号。2.根据权利要求1所述的I2C总线通讯电路，其特征在于，所述前置调整电路(13)包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(R1)的第一端和所述第二电阻(R2)的第一端用于与外部电源的输出端连接，所述第一电阻(R1)的第二端与所述主机(11)的数据端口连接，所述第二电阻(R2)的第二端与所述主机(11)的时钟端口连接。3.根据权利要求1所述的I2C总线通讯电路，其特征在于，所述I2C总线(14)包括串行时钟线(101)和串行数据线(102)，所述主机(11)的时钟端口通过所述串行时钟线(101)与所述电平转换芯片(16)连接，所述主机(11)的数据端口通过所述串行数据线(102)与所述电平转换芯片(16)连接，所述分压电路(15)的输入端与所述串行时钟线(101)连接，所述分压电路(15)的输出端与所述从机(12)连接，所述主机(11)的接地端口与所述从机(12)的接地端口连接。4.根据权利要求3所述的I2C总线通讯电路，其特征在于，所述分压电路(15)包括第一二极管(D1)、第三电阻(R3)和第一电容(C1)，所述第三电阻(R3)的第一端与所述第一电容(C1)的正极连接，所述第三电阻(R3)的第二端与所述第一电容(C1)的负极连接，所述第一电容(C1)的负极与地线连接，所述第一二极管(D1)的阳极与所述串行时钟线(101)连接，所述第一二极管(D1)的阴极与所述第三电阻(R3)的第一端连接，所述第三电阻(R3)的第二端与地线连接，所述第一电容(C1)的正极与所述从机(12)的电源正极输入端连接，所述第一电容(C1)的负极与所述从机(12)的接地端口连接。5.根据权利要求3所述的I2C总线通讯电路，其特征在于，所述电平转换芯片(16)至少包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述第三端口存在逻辑互连，所述第二端口与所述第四端口存在逻辑互连，所述第一端口经所述串行数据线(102)与所述主机的数据端...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴修敏，
申请(专利权)人：佛山市顺德区博为电器有限公司，
类型：发明
国别省市：