IIC（I2C）通信协议的两根总线为什么配置为开漏而不是推挽输出？

IIC（I2C）通信协议的两根总线为什么配置为开漏而不是推挽输出？

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/m0_47106200/article/details/141831051

IIC（I2C）通信协议是一种常用的串行通信协议，广泛应用于各种电子设备中。在IIC协议中，SDA（数据线）和SCL（时钟线）这两根总线的配置方式是开漏输出，而不是推挽输出。这种设计有其特定的原因。

1. 使用开漏输出不会短路

IIC协议中，所有从设备都连接到同一根SDA和SCL总线上。如果使用推挽输出，当两个设备一个输出低电平（0V）而另一个输出高电平时，相当于电源直接与地短接，会导致短路。

而开漏输出只有NMOS管，只能输出低电平，不会导致短路。需要通过外加上拉电阻来实现高电平输出，因此默认状态下SDA和SCL都是高电平。

2. 使用开漏输出可以实现仲裁机制

在总线上连接多个主设备时，使用开漏输出可以避免多个设备同时通信导致的混乱。在尝试通信之前，主设备会先检测总线是否处于空闲状态。空闲状态的定义是：已经检测到产生了终止条件（SCL为高电平时，SDA由低变高），上一次通信已经结束，此时SCL和SDA都为高电平。

IIC仲裁机制

空闲状态下，如果有多个设备同时开启通信并发送数据，就需要通过仲裁机制来决定由哪个设备进行通信。

假设主设备A发送数据序列1000...，主设备B发送数据序列1001...。当发送到第四位时，A发送0，SDA被拉低；B发送1，但由于SDA已经被拉低，所以实际表现仍为0。

主设备在发送数据后会检测电平是否与自己发送的一致：

• 如果一致（如主设备A），则赢得仲裁；
• 如果不一致（如主设备B），则输掉仲裁。

输掉仲裁的设备（如主设备B）将放弃本次通信，而赢得仲裁的设备（如主设备A）将继续进行通信。

这种仲裁机制确保了总线上只有一个主设备在进行通信，避免了数据冲突。

本文原文来自CSDN