第十章i2c接口一般应用

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1、第十章I2C接口的一般应用10.1I2C简介I2C(芯片间)总线接口连接微控制器和串行I2C总线。它提供多主机功能，控制所有I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，同时与SMBus2.0兼容。I2C模块有多种用途，包括CRC码的生成和校验、SMBus(系统管理总线—SystemManagementBus)和PMBus(电源管理总线—PowerManagementBus)。根据特定设备的需要，可以使用DMA以减轻CPU的负担。I2C主要特点1》并行总线/I2C总线协议转换器。2》多主机功能：该模块既可做主设备也可做从设备。3》I2C主

2、设备功能：产生时钟；产生起始和停止信号。4》I2C从设备功能：可编程的I2C地址检测；可响应2个从地址的双地址能力；停止位检测。5》产生和检测7位/10位地址和广播呼叫。6》支持不同的通讯速度：标准速度(高达100kHz)；快速(高达400kHz)。7》状态标志：发送器/接收器模式标志；字节发送结束标志；I2C总线忙标志。8》错误标志：主模式时的仲裁丢失；地址/数据传输后的应答(ACK)错误；检测到错位的起始或停止条件；禁止拉长时钟功能时的上溢或下溢。9》2个中断向量：1个中断用于地址/数据通讯成功；1个中断用于错误。10》可选的拉长时钟功能。11》具单字

3、节缓冲器的DMA。12》可配置的PEC(信息包错误检测)的产生或校验：用于最后一个接收字节的PEC错误校验。13》兼容SMBus2.0：25ms时钟低超时延时；10ms主设备累积时钟低扩展时间；25ms从设备累积时钟低扩展时间；带ACK控制的硬件PEC产生/校验；支持地址分辨协议(ARP)。14》兼容SMBus。10.2I2C功能描述I2C模块接收和发送数据，并将数据从串行转换成并行，或并行转换成串行。可以开启或禁止中断。接口通过数据引脚(SDA)和时钟引脚(SCL)连接到I2C总线。允许连接到标准(高达100kHz)或快速(高达400kHz)的I2C总线

4、。10.2.1模式选择I2C接口有四种模式选择，接口可以下述4种模式中的一种运行：1》从发送器模式2》从接收器模式3》主发送器模式4》主接收器模式该模块默认地工作于从模式。接口在生成起始条件后自动地从从模式切换到主模式；当仲裁丢失或产生停止信号时，则从主模式切换到从模式。允许多主机功能。10.2.2通信流主模式时，I2C接口启动数据传输并产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始并以停止条件结束。起始条件和停止条件都是在主模式下由软件控制产生。从模式时，I2C接口能识别它自己的地址(7位或10位)和广播呼叫地址。软件能够控制开启或禁止广播呼叫地址的识别。

5、数据和地址按8位/字节进行传输，高位在前。跟在起始条件后的1或2个字节是地址(7位模式为1个字节，10位模式为2个字节)。地址只在主模式发送。在一个字节传输的8个时钟后的第9个时钟期间，接收器必须回送一个应答位(ACK)给发送器。参考图10-1-1I2C总线协议图。图10-1-1I2C总线协议软件可以开启或禁止应答(ACK)，并可以设置I2C接口的地址(7位、10位地址或广播呼叫地址)。I2C接口的功能框图如图10-1-2所示。图10-1-2I2C功能框图注：在SMBus模式下，SMBALERT是可选信号。如果禁止了SMBus，则不能使用该信号。10.2.

6、3I2C从模式默认情况下，I2C接口总是工作在从模式。从默认的从模式切换到主模式，需要产生一个起始条件。为了产生正确的时序，必须在I2C_CR2寄存器中设定该模块的输入时钟。输入时钟的频率必须至少是：1》标准模式下为：2MHz2》快速模式下为：4MHz一旦检测到起始条件，在SDA线上接收到的地址被送到移位寄存器。然后与芯片自己的地址OAR1和OAR2(当ENDUAL=1)或者广播呼叫地址(如果ENGC=1)相比较。注：在10位地址模式时，比较包括头段序列(11110xx0)，其中的xx是地址的两个最高有效位。头段或地址不匹配：I2C接口将其忽略并等待另一个

7、起始条件。头段匹配(仅10位模式)：如果ACK位被置’1’，I2C接口产生一个应答脉冲并等待8位从地址。地址匹配：I2C接口产生以下时序：1》如果ACK被置’1’，则产生一个应答脉冲2》硬件设置ADDR位；如果设置了ITEVFEN位，则产生一个中断3》如果ENDUAL=1，软件必须读DUALF位，以确认响应了哪个从地址。在10位模式，接收到地址序列后，从设备总是处于接收器模式。在收到与地址匹配的头序列并且最低位为’1’(即11110xx1)后，当接收到重复的起始条件时，将进入发送器模式。在从模式下TRA位指示当前是处于接收器模式还是发送器模式。从发送器在接

8、收到地址和清除ADDR位后，从发送器将字节从DR寄存器经由内部移位