在工业和通讯领域中，上拉电阻在电路系统中常常会具有中断GPIO控制、I2C等信号方面，对于系统稳定性和输出电平的稳定具有无可替代的作用。今天就让我们以手机I2C设计为案例，深入探寻上拉电阻在该系统中的作用，以及I2C上拉电阻最大值都是由哪些因素来决定的。 I2C总线的设计一般都会采用OC或者OD门，如果内部的芯片中没有设置上拉电阻，那么就必须要在外部接一个上拉来保证高电平的输出，从而增加这一系统的稳定性。一般情况下I/O端驱动能力会保持在2mA-4mA左右的量级范围内，而OC或者OD门的导通电压一般为0.4V左右，手机中加在上拉电阻上的电压一般都是2.8V。在该设定下，I2C上拉电阻的最小值不能低于800R。当电压为5V时，上拉最小值不能低于1.5K。在这种情况下想要中断和GPIO信号本身，是不需要增加多余的驱动设备的，只需要保持一个高电平就可以了。此时，上拉电阻可以选取大一点的阻值以减小功耗，但须注意一个问题，那就是这个阻值不能太大，经验值一般在4.7-100K之间，否则会和PCB走线，器件等负载电容影响信号上升时间。 由于目前大多数的I2C接口都采用了OD机制，所以工程师在实际操作的过程中，需要另外加一个上拉电阻才能维持输出高电平，上拉电阻的最小值须符合之前所提到的要求。 那么，I2C上拉电阻最大值都与哪些因素有关呢？ 通常情况下，I2C总线的传输速率分为标准模式和快速模式（在快速模式的情况下，I2C总线传输速率为400Kbit/s），总线负载的最大容限分别是400pF和200pF。根据I2C总线协议的要求，I2C上拉电阻最大值是被总线电容所限制。下图是上拉电阻的取值数据图，图中的Rs指的是I2C设备串联在I2C总线上的电阻，它可以有效的防止SDA和SCL高电压毛刺波产生。
图为上拉电阻取值数据 由上图的曲线走势可以看出，上拉电阻的最小值由上拉电源决定，最大值由总线电容决定。 通过对I2C上拉电阻的实例分析，我们可以看出，上拉电阻在I2C总线中可以起到维持输出电平稳定、保护芯片的作用。而上拉电阻的最大阻值则是由总线的电容所决定的，工程师在进行上拉选取时，需要依据总线电容和上拉电源的电压来判断。