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KEN PCP-NPE KEN SOFTWARE STANDARDIZATIONI2C ModuleV1.0 I2C 串列通訊 一、簡介 I2C 的全名為 Inter-Integrated Circuit，稱為”積體電路間通訊介面”，是目前積體電路間最常使用的通訊介面，它主要由二個信號所構成，分別為”SDA” (Serial Data)與”SCL” (Serial Clock)，SDA 是負責資料傳輸，SCL決定了整個傳輸的速率,以下是I2C介面圖例，圖中可知每個device都透過SDA與SCL來通訊。 I2C 介面裝設應用圖 I2C傳輸速度通常為100KHZ但最快可到達400KHZ；一個I2C BUS(匯流排)上的元件數目， 以元件的定址可達10位元來看，最多可容納1024個I2C元件，但因為電路特性上的限制--I2C BUS 上的電容值不可超過400pF，而一般單一元件的電容值約為10pF來看，大概可容納40個左右， 甚至更少 二、PROTOCOL 通訊協定 (一)? 基本架構 (1)? I2C的Protocol區分為Master device(主控元件)與Slave device(從屬元件)二個角色(Master/Slave由系統規畫指定,一般系統本身為Master)，一個I2C BUS 上同一時間內 只能有一個Master跟一個Slave通訊。 (2)? 而SCL信號是由Master控制，因此整個I2C通訊的傳輸速度也就是由Master來決定。 (3)? I2C的Protocol主要由幾個部分組合而成： a.????? Start Bit (起始位元) b.???? 7-Bit Slave Address (元件位址) c.????? Read/Write Bit (讀/寫位元),[元件位址與讀/寫位元合成一個byte] d.???? Data Byte (資料位元) e.????? Acknoledge/Not ackloedge 確認位元訊號(Ack/NotAck) Stop Bit (結束位元)，基本構造如圖。 (一)? 訊號說明 (1)? 整個通訊的過程，是由一個Start Bit (起始位元)開始，以一個Stop (結束位元)結束的。 (2)?在尚未開始通訊之前，SDA與SCL信號必須都保持在高準位的狀態。 (3) 當SCL信號保持在高準位時，SDA產生一個負緣轉態的變化，稱為一個Start Bit的產生. (4) SCL信號保持在高準位時，SDA產生一個正緣轉態的變化，則稱為一個Stop Bit的產生. (5)在資料的判讀上，只有在SCL信號為高準位時，SDA的信號才是有效的，所以要改變SDA上的資料時，必須要在SCL信號在低準位的期間轉態才行，否則會被誤判為是一個Start Bit或是一個Stop Bit。 (6)SLAVE ADDRESS Slave Address其實就是一個元件的身分證( ID)一樣，它有7-bit slave address 與10-bit address之分，每個元件’通常’只有一個Slave Address ( D167x支援2個slave address在同一個晶片中)，而且在同一個匯流排上是獨一無二的。但有些位址是有特殊用途的，在使用時必須避開，如1111xxx和0000xxx是保留給未來使用的，作為廣域廣播用的，指的是可以使用這個位址對所有元件同時做通訊(只能做寫入的動作)。 (7)? ACK/NOT ACK : a.????? 當slave端接收到所屬的address時，會回應一個ACK(active low)給master，如果不相符，就回給master一個not ack位元(active high)。 b.???? 當master讀取資料時( Read/Write Bit =1)，master正確收到從slave傳送的資料會回應一個ACK給slave。c.????? 當master寫入料時( Read/Write Bit =0)，master傳送資料給slave，而slave正確收到後會回應一個ACK給master。d . 在傳輸的過程中(讀取或寫入)有錯誤產生，可能會產生not ack位元(active high)。 (8)? SCL HOLD : 當接受命令時雖然回送ACK訊號,資料無法來得及準備,可將SCL拉 LOW 待資料準備好,才釋放SCL.(這種通訊方式客戶端必須有支援，否則會產生錯誤) (三) 通訊模式 (1)?? 開始通訊時先產生一個Start Bit (2)?? Start Bit被產生之後,後面跟著就是從屬元件的位址( Slave A