资产监测设备中关于I2C接口的电平转换问题

Posted 2021-12-15 瑞奇Ricky

随着社会的发展，无论是企业还是个人，拥有的资产越来越多。尤其是企业，在面对资产管理过程中，经常需要面对以下问题：
资产在存储、运输和交付过程中需要经常出现资产丢失、损坏的情况。企业缺乏监测设备，无法对资产进行实时监测。

针对该问题，市面上许多供应商推出了功能类似的资产监测设备，包括以下功能：
1-监测货物的实时位置
企业管理者只需要将该设备放置在运输货物的包装中，即可通过云端后台监测货物的实时位置。在货物运输过程中能够精准预测货物的送达时间，同时当货物出现丢失的情况，也可以通过云端后台的定位数据迅速找到货物。

2-监测货物的状态
当货物出现碰撞或异常开箱的情况下，该系统也会自动报警，避免资产受损。
除了以上功能外，该企业还对资产监测设备进行了改良，使用IP68级防水材料，可在宽温条件下工作。同时该设备采用锂亚电池，正常情况下可持续工作超过7年。

嵌入式硬件中，经常碰到两个通信接口电平不一致的问题，像GPIO，UART这种单向通信的信号，很容易用三极管或二极管电平转换电路来解决，但是碰到像I2C这种具有双向通信需求的接口，电平匹配就需要考虑多一点。下图是采用NMOS器件的I2C电平匹配电路。
当SDA1位高时，SDA2由于上拉也是高，而当SDA1为低时，由于TR1的GS导通，使DS导通，将SDA2拉低，这样就完成了信号从左到右的传输。
那么，反过来，当SDA2为高时，SDA1由于上拉，也是高电平；当SDA2为低电平时，由于TR1的体二极管的作用，将使TR1的S极钳在低电平，如此，由于GS之间的压差，会导致TR1导通，SDA1会是一个更低的低电平，这样就完成了信号从右到左的传输。

希望该内容能够帮助到感兴趣的用户。