第八讲 iic总线及应用

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1、第八讲IIC总线及应用曾铁军主要内容总线的基本概念1IIC串行总线的组成及工作原理2实例1总线的作用类似大桥南京长江大桥是多少车道？南京长江大桥设计日车流量为1.2万辆，实际车流量每日6万以上，高峰期甚至高达80000辆之多？大桥受损严重，急需管理。南京长江大桥近期常堵车，你有什么好方案？总线是什么？总线(bus)是多个部件分时共享公共信息的一组信号线的集合。共享：多个部件之间都可以通过总线来传输信息分时：某一时刻只能某两个部件之间传输信息相似点南京长江大桥总线基本功能连接连接带宽N个车道N根数据线速度车流量信号传输速度堵塞

2、解决策略限流等。。。。。。总线的类型总线片内总线（局部总线）芯片级的互连内部总线（系统总线）系统与各种扩展插件板之间的相互连接外部总线（通信总线）系统间的互连按连接范围分总线并行总线串行总线按带宽分总线标准总线标准一般包括硬件和软件两方面的内容。硬件信号线定义、时钟频率、系统结构、仲裁及配置、电气规范、机械规范等方面的内容。软件总线协议、驱动程序和管理程序等。I2C串行总线的组成及工作原理I2C（InterICBUS）总线由PHILIPS公司推出，在微电子通信控制领域广泛采用。它是同步通信的一种特殊形式，具有双向、两线(SC

3、L、SDA)、串行、多主控（multi-master）、具有总线仲裁机制的特点，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。。如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。简介I2C总线硬件结构图SCL:时钟线SDA:数据线I2C总线接口电路通信过程主机起动总线发送一地址帧，并指明操作类型（读或写）相应从机应答发送数据每一帧的应答数据传送完毕后，主机发送停止总线信号起始和终止信号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

4、期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号总线的寻址I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节（寻址字节是起始信号后的第一个字节）。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。从机的地址由固定部分和可编程部分组成。在一个系统中可能希望接入多个相同的从机，从机地址中可编程部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。应答每传送一个字节数据（含地址及命令字），都要有一个应答信号，以确定数据是否被对方收到。应答信号由接收设备产生。由于某种原

5、因从机不对主机寻址信号应答时（如从机正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据），它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送。当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主机产生终止信号。数据传输的几种组合方式a、主机

6、向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过程中不变：有阴影部分表示数据由主机向从机传送;无阴影部分则表示数据由从机向主机传送。A表示应答A非表示非应答S表示起始信号P表示终止信号。b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正好反相。总线仲单主机时，由该主机控制时钟线SCL。在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。当SCL为高电平时，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，因为总线上

7、的电平与它自己的不同。仲裁可以持续多位，它的第一个阶段是比较地址位，如果多个主机寻址相同的器件，仲裁会继续比较数据位。AT24C02与单片机的通信实例AT24C02简介AT24C02AT24C02引脚图具有IIC总线接口的EEPROM有多个厂家的多种类型产品，这里以ATMEL公司的为例。A0、A1、A2可编程地址输入端GND：电源地SDA:串行数据输入/输出端SCL：串行时钟输入端WP：写保护输入端VCC：电源正端写入过程AT24C系列E2PROM芯片地址的固定部分为1010，A2、A1、A0引脚接高、低电平后得到确定的3位

8、编码。形成的7位编码即为该器件的地址码。单片机进行写操作时，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