单片机应用_I2C总线.ppt

单片机应用设计 项目实训 —— I2C总线 学习内容：一。总线（I2C总线）。二。 AD、DA转换(PCF8591) 。 三。键盘。四。数码管显示。五。通信。（232、485）。六。步进电机驱动控制。 第一篇 i2C总线 （理论2学时，实践4学时）学习目的： (1).认识i2C总线的实现原理，简单了解其协议思想。  (2).通过i2C总线，认识器件之间，以及电路与软件的融合思想。 (3).通过i2C总线，使学生能触类旁通的扩展到其它协议类的原理。  （4）通过i2C总线，学习单片机控制原理。 i2C(Inter－Integrated Circuit)总线： 它是PHILIPS公司开发的双向两线制串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，属于器件总线。 i2C总线产生于80年代，最初为音频和视频设备开发，在彩色电视机中大规模应用，如今主要应用于电讯和影音产品，微控制器与各种功能模块的连接，器件之间的互连通信，在计算机服务器的管理中也大量应用。 应用实例图一 应用实例图二 一。 i2C总线特点 简单性（ 2线，电路简单，编程方便） 有效性 i2C总线在IC之间进行双向数据传送，典型速度100Kbit/S，快速模式达400Kbit/S，后来增加了高速模式达3.4Mbit/S。总线的长度可达1000米。 i2C总线上的每个电路和模块都有唯一的地址，像手机拨号一样。每一个IC都可以是主控器（或被控器），都可以是发送器（或接收器）。 二。 I2C总线的工作原理： 数据传输的实质是： 通过实现数字逻辑的“与”逻辑 来传递二进制1和0的数据。 “1”高电平； “0”低电平。 I2C总线接口的实现电路简图 2.1 I2C总线的构成及信号类型： 一。构成： 数据线 SDA 时钟线 SCL 二。数据传输的有效规则： 1. SCL高电平期间，SDA保持不变，数据有效。 2. SCL低电平期间，SDA改变，数据变化有效。 三。应用方式： 1. 标准硬件 i2C 端口(硬核)。 2. 软件模拟 i2C 端口(可编程器件用软件实现)。 I2C总线的三种信号类型： [开始信号] SCL高电平时，SDA产生高到低的下降沿跳变 [结束信号] SCL高电平时，SDA产生低到高的上升沿跳变 [应答信号] 接收数据的器件在接收到8bit数据后，向发送数据的器件发出低电平信号，表示已收到数据。这个信号由接收数据的器件发出。发送端收到应答信号后，作出分析判断。若未收到应答信号，则判断为受控单元出现故障。  串行总线上的数据传送时序图： 总线数据传送的模拟 （1）总线数据传送的时序要求 为了保证数据传送的可靠性，标准的总线数据传送有着严格的时序要求，如总线上时钟信号的最小低电平周期为4.7us，最小的高电平周期为4us等。 用单片机的普通I/O口模拟总线的数据传送时，单片机的时钟信号都能满足SDA、SCL上升沿、下降沿的时间要求，因此，在时序模拟时，最重要的是保证典型信号。 （2） I2C总线的控制程序实现： /*I2C的启动程序*/ （时钟线高时，数据线上升沿） Void I2CStart (void) { SDA = 1; //释放数据线 SomeNOP(); //延时 SCL = 1; //时钟线拉高 SomeNOP(); //延时 SDA = 0; //数据线拉低 SomeNOP(); //延时 SCL = 0; //时钟线拉低 SomeNOP(); //延时 } /*I2C的停止程序*/ （时钟线高时，数据线上升沿） void I2CStop(void) { SDA = 0; SomeNOP(); SCL = 1; SomeNOP(); SDA = 1; SomeNOP(); } /*I2C的应答程序*/ void ACK(void) //Acknowledge信号 { SDA = 0; //发送0，应答 SomeNOP(); SCL = 1; SomeNOP(); //产生时钟高电平 SCL = 0;