十、IIC总线协议.pptVIP

10.1 I2C串行总线的组成及工作原理 采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。 常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS）总线、单总线（1－WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）总线及Microwire/PLUS等。 I2C串行总线概述 I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。 每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址 比如说我们要发送一个数据给某一个从设备，此时我们如何对其进行写入数据呢，这时主设备先通过SDA发送一个地址，然后所有的从设备就会判断自己的地址是不是主机发送的这个地址，如果是，这样主机就和此地址的从设备连接上了。 数据位的有效性规定 I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。 整个通信过程 发送启动信号 发送寻址信号（7位或10）+读写位 应答信号 数据传送（发送数据） 发送终止信号 启动和终止信号 启动和终止信号都是由主机发出的，在启动信号产生后，总线就处于被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。 发送寻址信号和读写位信号 * * I2C串行总线的组成及工作原理 I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。 I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。 I2C总线协议 I2C总线采用主/从方式双向通信 主机和从机的数据传送，可以由主机发送数据到从机，也可以是从机发到主机。凡是发送数据到总线的设备称为发送器，从总线上接收数据的设备被称为接受器。但数据传输总是由主机控制，由主机产生时钟信号，发出启动信号和停止信号。 问题：如何识别I2C总线上的器件？ SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。 接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续进行。 主机发送启动信号后，再发送寻址信号。 器件地址有7位和10位两种。在这只介绍7位地址寻址方式。 寻址字节的位定义： D7～D1位组成从机的地址。D0位是数据传送方向位，为“0”时表示主机向从机写数据，为“1”时表示主机由从机读数据。 每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每传送一个字节后，接收器都必须发一位应答信号ACK ， 低电平为应答，高电平为非应答。 字节传送与应答 字节传输完，接收器中断 时钟保持低，处理中断 10.2 I2C总线器件的扩展 一、扩展电路 二、串行E2PROM的扩展 （1）串行E2PROM典型产品 AT24C01：128字节（128×8位）； AT24C02：256字节（256×8位）； AT24C04：512字节（512×8位）AT24C08：1K字节（1K×8位）； AT24C16：2K字节（2K×8位）； ATMEL公司的AT24C系列： AT24C系列EEPROM通过I2C 总线接口进行操作有一个专门的写保护功能。引脚图如下： （2）写入过程 AT24C系列E2PROM芯片地址的固定部分为1010，也就是I2C总线器件的识别码，A2、A1、A0引脚接高、低电平后得到确定的3位编码。形成的7位编码即为该器件的地址码。 进行写操作时，首先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（共8位，即一个字节），发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为相应，单片机收到应答后就可以传送数据了。 在字节写模式下，主器件发送起始命令和从器件地址信息、写方向位“0”给从器件，在从器件产生应答信号后，主器件发送被写入器件的存储区地址。主器件在收到从器件的另一个应答信号后再发送数据