我在 I2C 上以 100kHz 使用 MSP430FR2633 微控制器和 ADS122C04IPWR DAC。
我可以通过 2 层 PCB 中的过孔对 I2C 线路进行布线吗?
我在 I2C 上以 100kHz 使用 MSP430FR2633 微控制器和 ADS122C04IPWR DAC。
我可以通过 2 层 PCB 中的过孔对 I2C 线路进行布线吗?
在 I2C 速度下,通孔绝对不会给您带来任何问题。
至少,在轨道电阻、电容或电感方面没有问题。但是,如果您有 2 层板,那么最好系统地使用两层,否则您可能会陷入困境。
许多人所做的是将电路板的一层专用于接地。这通常效果很好,直到他们开始在另一层上运行“只有一条轨道”。当这条轨道由“只是另一个”和另一个连接时,地面最终看起来像一个蕾丝窗帘。它没有完成它的工作,而且很难确定在哪里以及如何将它缝合在一起,特别是如果你没有经验。更糟糕的是,有些人会将所有轨道布线,然后进行“铜浇注”,希望这会形成良好的接地层。
如果您将 2 层用于信号,那么最好从计划开始。使用“曼哈顿”跟踪安排,一层是东西向,另一层是南北向。从“网格地面”开始,每隔 10 毫米左右放置平行轨道,并在每个十字路口通过它们。这几乎和地平面一样好用,而且在 I2C 速度下绝对一样好。现在,您有了一种系统化的方式来从任何地方到任何地方运行轨道,并且可以在您需要的地方准确地跳到电路板的另一侧,而不会干扰现有的接地连续性。
另一种方法是使用接地层,但要避免将所有信号都留在信号层上而将其切断。通过在组件下方通过轨道来交叉轨道。您可以为此目的购买“零欧姆”电阻,尽管 1 甚至 10 欧姆的电阻在 I2C 电阻水平上与电线一样好。
一般来说 - 是的。100 kHz 信号非常宽容。确保以相似的方式对 SDA 和 SCL 进行布线,并且靠近。
还要记住 400 pF 的 I2C 总电容限制(如果走线真的很长,您可能会遇到这个问题)。
应该不是问题。我们在 I²C 上使用运行频率高达 800 kHz 的过孔,没有任何问题。
我见过的最糟糕的情况是过孔坏了,它在 I²C 线路中产生了串联电阻。这严重影响了电路板的转换速率,以至于 I²C 通信失败。但那是在原型板上,迄今为止从未在生产板上发生过。
100kHz 很容易移动。我们的设备在系统的客户可更换部件中安装了 I2C EEPROM,因此控制器会自动读取更换该部件时对校准的更改。用于此的电缆可能长达数米,到目前为止一切正常。诚然,我们确实有低电容电缆,但 PCB 通孔仍然没什么大不了的。
请注意,虽然 100kHz 是最初的 I2C 标准频率,但这并不是故事的结局。I2C“快速模式”允许高达 400kHz,“Fast Mode Plus”允许高达 1MHz,“高速模式”允许高达 3.4MHz。查看数据表,您的 DAC 确实支持高达 1MHz 的“Fast Mode Plus”。只要您保持在 100kHz,那么您基本上可以做任何您想做的事情,因为它不够快,但如果您将来可能想要更快,那么您应该研究更快的数字信号的设计规则。
也就是说,DAC 本身每秒只能管理 2K 个样本。对于 24 位 DAC 加上相关的 I2C 开销,数据传输将只占用 100kHz 链路上大约 70-80% 的带宽。如果您在同一个 I2C 链路上有多个 DAC,那么您可能希望使用更快的链路来为它们提供服务,但如果您只有一个 DAC,那么您没有理由将速度提高到 100kHz。