IIC总线接口讲述.doc

IIC总线接口 班级： 计算机14-1 学号： 14034480147 姓名： 林晓勤 一.实验目的 掌握IIC串行数据通信协议； 掌握S3C2410处理器的IIC总线接口控制器的使用； 通过实验初步了解Linux IIC接口驱动程序。 二．实验内容 1.实验原理?? ? ? ? IIC总线是一种串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，具有以下特点： ??①两条总线线路：一条串行数据线（SDA），一条串行时钟线（SCL） ??②每个连接到总线的器件都可以使用软件更具它的唯一的地址来识别 ??③传输数据的设备间是简单的主从关系 ??④主机可以用作主机发送器或主机接收器 ??⑤它是一个多主机总线，两个或多个主机同时发起数据传输时，可以通过冲突检测和仲裁来方式数据被破坏 ??⑥串行的8位双向数据传输，位速率在标准模式下可达100kbit/s，在快速模式下可达400kbit/s，在高速模式下可达3.4Mbit/s ??⑦片上的滤波器可以增加干扰功能，保证数据的完整 ??⑧连接到同一总线上的IC数量受到总线最大电容的限制 发送器：发送数据到总线的器件 接收器：从总线接收数据的器件 主机：发起/停止数据传输、提供时钟信号的器件 从机：被主机寻址的器件 多主机：可以有多个主机试图去控制总线，但是不会破坏数据 仲裁：当多个主机试图去控制总线时，通过仲裁可以使得只有一个主机获得总线控制权，并且它传输的信息不会被破坏 同步：多个器件同步时钟信号的过程 ? 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。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。 ? 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。为了避免混乱， I2C总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线。 ? 在80C51单片机应用系统的串行总线扩展中，我们经常遇到的是以80C51单片机为主机，其它接口器件为从机的单主机情况。? 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。 2）IIC总线的信号类型 IIC总线在传送数据过程中共有3种类型信号：开始信号、结束信号和响应信号 ①开始信号（S）：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，表示起始信号，开始传送数据 ②结束信号（P）：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，表示结束信号，结束传送数据 ③响应信号（ACK）：接收器在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA电平。即接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。? ? 开始信号S和结束信号P ??起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，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。 ? 连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则很容易检测到起始和终止信号。对于不具备I2C总线硬件接口的有些单片机来说，为了检测起始和终止信号，必须保证在每个时钟周期内对数据线SDA采样两次。 ? ? 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。 ? 应答信号ACK ? 3）IIC总线的数据传输格式 ??发送到SDA线上的每个字节必须是8位的，每次传输可以发送的字节数量不受限制。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），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。? ??如果从机要完成一些其他功能后才能继续接收或发送，从机可以拉低SCL迫使主机进入等待状态。当从机准备好接收并释放SCL后，数据继续传输。如果主机在传输数据期间也需要完成一些其他功能叶可以拉低SCL以占住总线。 ??启动一个传输时，主机先发出S信号，然后发出8位数据。前7位为从机地址，第8位表示传输方向（0表示写操作，1表示读操作）。被选中的从机发出响应信号。