许多系统需要可靠的非易失性存储，对于这些系统，可选择EEPROM存储器技术。EEPROM技术具有稳定可靠的架构，供应商较多，并且经过了多年的改进。EEPROM器件可用于各种工业标准串行总线C?、SPI、Microwire和UNI/O总线C总线在单片机和其他芯片组中具有广泛的硬件支持，并且信号传递方式简单，可采用极小的硅片有效实现，因此占据了非易失性存储器市场约70%的份额。但是，I2C总线拓扑要依赖于阻值合适的上拉电阻才能实现稳定可靠的通信。电阻值选择错误不仅会造成电能浪费，还可能导致总线状态和传输过程由于噪声、温度变化、工作电压变化以及器件间的制造差异而出错。

　　I2C是二线同步总线，使用总线主器件SCL线上产生的信号作为时钟。SDA线用于双向数据传输。当时钟处于特定状态时可修改数据线，以传输的开始和停止，从而避免使用更多的线C总线以集电极开输出为基础，其中，器件可通过接地晶体管拉低线所示。这样便可轻松对总线控制进行仲裁，从而在一条数据线上实现双向通信以及多主器件支持。如图1所示，每条线都有一个外部电阻连接至Vdd，该电阻可在总线或总线C?总线拓扑

　　I2C规范将低于VIL或低于电源电压30%的电压定义为逻辑低电平，同样，将高于VIH或高于电源电压70%的电压定义为逻辑高电平，如图2所示。这两个电平之间的电压属于不明确的逻辑电平。实际上，引脚会将该范围内的电平读为逻辑高电平或逻辑低电平，但在器件间可能不同，因为温度、电压、噪声源和其他因素会影响逻辑电平。

　　电源电压了可允许总线拉低的最小Rp值。过强的上拉会器件充分拉低线的电平，导致无法确保逻辑低电平能被检测到。这是由上拉电阻与接地晶体管的导通电阻之间形成的分压器产生的，如图3所示。通常不会指定晶体管的导通电阻。相反，会给定使晶体管上的电压降低于输出逻辑低电压电平（VOL）的最大灌电流（IOL）。使用欧姆定律得出公式1。

　　对于Microchip的I2C EEPROM器件，在IOL为3mA时，VOL最大为0.4V，其他制造商的器件的范围与其相似。

　　在SCL和SDA线上，所有引脚、连接、PCB走线和导线都会引入电容。这些电容结合在一起称为总线电容，对于长走线和长连接来说，总线电容可能很大。集电极开拓扑需要外部电阻才能在总线时拉高线的电平。上拉电阻（与总线电容耦合）具有一个RC时间，该了上升时间。随着时钟频率的增加，该愈发重要，因为需要更少的时间升高线的电平。如果所选电阻值过高，线的电平在下一次拉低之前可能无法上升到逻辑高电平。对于一条总线上具有多个器件的设计（通常具有较大的总线电容）来说，这是重要的考虑因素。

　　之后，我们可计算电压上升至VIL的时间（T1）、上升至VIH的时间（T2）以及精确计算这两个电平之间的时间（TR），如图4所示。由于VIL和VIH都是由Vdd产生的，因此该公式与电源电压无关，因为Vdd项已抵消。

　　各种工作电压的最大上升时间由I2C标准指定，并通过上拉电阻确定。根据该时间和总线电容，我们可以计算允许的最大上拉电阻（Rp）。当电压为5V，时钟频率为400kHz时，给定总线pF，则的最大上升时间（TR）为300ns。

　　即使没有器件拉低线的电平，线仍处于逻辑高电平时，电流仍会继续流过上拉电阻。该电流由总线上器件的数字输入的泄漏产生，也可能是质量较差的PCB材料以及焊接残留物所导致。其中一些因素是无法预见的，但采用高质量材料和良好的制造工艺时，输入引脚泄漏是主要原因。

　　根据图2，没有器件拉低总线电平时，线的电平需要高于VIH才能被视为逻辑高电平。泄漏电流会Rp的最大值，这样其两端的电压降不会线的电平被拉高至VIH以上。对于VIH规范，还应谨慎留出一些裕量，以防止噪声尖峰将电压拉低至VIH电平以下。要在高噪声下稳定工作，I2C规范采用0.2 Vdd作为高出VIH的适当裕量。

　　通常会在器件的数据手册中给出数字输入的泄漏电流，对于Microchip的I2C EEPROM器件，最大输入泄漏电流（IlIEE）为1A。组成系统的最少元件是单片机I2C主器件和I2C从器件。对于本例，采用一个输入泄漏电流（IlIMCU）为1A的单片机和四个I2C EEPROM器件，允许100%裕量，IIH为10A。

　　可以忽略由泄漏电流产生的 50K（最大值），因为总线电容起主导作用。因此，可接受的电阻值的范围为:

　　设计人员应选择范围中间附近的值，以尽可能提供较大的带。对于本例，2.2K的上拉电阻较为理想。

　　当提高总线速度或存在较大总线电容时，必须减小上拉电阻。阻值较低的电阻会导致电流消耗增加，因为总线上的每个逻辑低电平都会产生对地通，从而对功耗造成负面影响。快速完成任务并使系统恢复到低功耗空闲状态，与较高总线速度要求所产生的额外电流消耗存在矛盾，总线速度可成为两者之间的权衡因素。对于功耗预算非常低的应用，SPI可能是更合适的总线协议，因为其使用驱动线，而不是集电极开。