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I2C 总线规范 I2C应用实例  ——小型视频记录器（硬盘录像机） 视频记录器原理 FIC8120与视频A/D接口 FIC8120与视频A/D接口 什么是I2C I2C ，即Inter IC，是Philips一种简单的双向两线总线，用于IC之间的信息通信 I2C只有两根信号线，因此最大程度简化了芯片之间的连接，使电路板的设计、制造更简单 I2C常用于处理器与外部控制器、处理器与串行存储器、甚至处理器与处理器之间的信息(命令)交互 I2C常用术语 I2C特点 总线只有两个信号：SDA和SCL I2C是一个多主设备总线，具有总线仲裁机制 总线上每个从设备具有唯一的地址，主设备根据地址选择操作的目的设备 总线定义三种传输速率：标准模式下可达100kbit/s；快速模式下可达400kbit/s；高速模式下可达3.4Mbit/s 片上滤波器可以滤去数据线上的毛刺，提高数据传输的可靠性 同一I2C总线上可以挂接的芯片数量只受到总线400pF最大负载电容限制 I2C信号 I2C总线由两个信号组成：SCL(串行时钟)和SDA(串行数据) SDA和SCL都是双向信号，电路中通过电阻上拉到正电源，总线空闲时都是高电平 SDA的数据位在SCL的同步下传输 同一I2C总线上各节点的SDA、SCL输出都是集电极开路(OC)或漏极开路(OD)的，信号具有“线与”功能 补充：OC与OD I2C总线信号连接原理 I2C拓扑结构 I2C电路实例 I2C总线数据位传输 I2C是串行数据总线，SCL每个时钟周期传输一个数据位 数据传输过程中，SDA信号只有在SCL为低电平时才允许改变 数据传输过程中， SCL为高电平时，SDA必须保持稳定状态 I2C总线的起始与停止 空闲状态下，SCL和SDA都为高 SCL为高，SDA由高变低，表示传输起始 SCL为高，SDA由低变高，表示传输结束 START和STOP总是由Master发出 START发出后， I2C 进入busy状态，STOP发出后， I2C进入free状态 I2C总线的设备寻址 I2C总线从设备都有特定的地址，主设备根据地址寻址目标设备 主设备的身份不是固定的，主设备也可能作为从设备被别的主设备寻址 I2C总线两种地址形式：7位地址和10位地址 I2C地址由I2C总线委员会统一分配 I2C的7位设备地址 7位地址中，其中设备可实际使用的共有112个，有两组（0000xxx和1111xxx）共16个地址被保留作为特殊用途 I2C的7位与10位设备地址 I2C的数据传输 一个字节8个二进制位，MSB在前，LSB在后，按位传输 每个字节后都要有一个应答位，应答由接收器发出 如果SLAVE因事(如处理中断)不能收/发下一个完整的字节，可将SCL拉到低电平，从而使Master进入等待状态 I2C数据传输应答 时钟由master发出 响应脉冲期间，发送器释放SDA(置为高) 响应脉冲期间，接收器把SDA置为低 I2C设备寻址 起始命令之后，master紧跟着发出控制字节，其中包含slave地址和读写控制信息 I2C可能的数据传输格式1 主机发送器发送到从机接收器传输的方向不会改变 I2C可能的数据传输格式2 在第一个控制字节后，主机立即读从机数据。在第一次响应后，主机发送器变成主机接收器，从机接收器变成从机发送器第一次响应仍由从机产生。 I2C可能的数据传输格式3 复合格式：传输改变方向的时侯起始条件和从机地址都会被重复，但R/W 位取反 I2C的同步时钟 所有主机在SCL 线上产生它们自己的时钟来传输I2C 总线上的报文 数据只在时钟的高电平周期有效 不同device的SCL信号通过线与连接I2C I2C的仲裁 I2C没有中央主机，总线也没有任何定制的优先权 主机只能在总线空闲的时侯启动传送 当SCL 线是高电平时，仲裁在SDA 线发生；在其他主机发送低电平时，发送高电平的主机将断开它的数据输出级，因为总线上的电平与它自己的电平不相同 I2C应用实例——24C01 嵌入式系统中广泛应用串行EEPROM 24Cxx是一个I2C接口串行EEPROM系列 24Cxx 包括：24C01（128B）、24C02（256B）、24C04（512B）、24C08（1024B）、24C16（2048B） 下面以24C01为例进行讨论 24C01 S-EEPROM 24C01地址设置 24C01芯片I2C地址的高4位固定为“1010” 通过A0~A2设置I2C地址的低三位 A0~A2在没有外部连接时默认为“0” ，若A0、A1、A2三个引脚悬空，这时芯片的7位I2C地址为“1010000” 通过对A0~A2的设置，一个I2C总线上最多可挂接8个24C01芯片 24C01字节写操作