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MCS51-IIC讲述
I2C(IIC)串行总线接口 概述 结构与工作原理 MCS-51模拟IIC总线 I2C(IIC)简介 IIC总线是PHILIPS公司开发的一种串行总线。IIC总线应用越来越广泛,现在在很多器件上都配置有IIC总线接口,如EEPROM、时钟芯片等 两线,一个能够双向传输的数据线SDA、另一个能够双向传输的时钟线SCL。是信号线最少的串行总线 I2C(IIC)简介 输速率 标准模式:100Kb/s,快速模式:400Kb/s,高速模式为3.4Mb/s 支持主/从和多主两种工作方式 采用2线制,器件引脚少,器件间连接简单,电路板体积减小,可靠性提高 IIC总线系统组成 IIC总线是多主系统,系统可以有多个IIC节点设备组成,任何一个设备都可以为主IIC;但是任一时刻只能有一个主IIC设备,IIC具有总线仲裁功能,保证系统正确运行 主IIC设备发出时钟信号、地址信号和控制信号选择通信的从IIC设备和控制收发 IIC总线系统组成 IIC总线系统组成 系统要求 各个节点设备必须具有IIC接口功能 各个节点设备必须共地 两个信号线必须接上拉电阻 IIC总线的工作原理 IIC总线对数据线上信号的定义 总线空闲状态:时钟信号线和数据信号线均为高电平 起始信号:即启动一次传输,时钟信号线是高电平时,数据信号线由高变低 停止信号:即结束一次传输,时钟信号线是高电平时,数据信号线由低变高 IIC总线的工作原理 IIC总线的工作原理 IIC总线对数据线上信号的定义 数据位信号:时钟信号线是低电平时,可以改变数据信号线电平;时钟信号线是高电平时,应保持数据信号线上电平不变,即时钟是高电平时数据有效 应答信号:占1位,数据接收者接收1字节数据后,应向数据发出者发送一应答信号。低电平为应答,继续发送;高电平为非应答,结束发送 控制位信号:占1位,主IIC设备发出的读写控制信号,高为读、低为写(对主IIC设备而言)。控制位在寻址字节中 IIC总线的工作原理 IIC总线对数据线上信号的定义 地址信号:为从机地址,占7位,如下表所示,称之为“寻址字节”,各字段含义如下 IIC总线的工作原理 器件地址(DA3---DA0):是IIC总线接口器件固有的地址编码,由器件生产厂家给定。如IIC总线EEPROM AT24C××的器件地址为1010等 引脚地址(A2、A1、A0):由IIC总线接口器件的地址引脚A2、A1、A0的高低来确定,接电源者为1,接地者为0 读写控制位(R/ W):1表示主设备读,0表示主设备写 7位地址和读写控制位组成1个字节 IIC总线数据传输格式 IIC总线数据传输格式 IIC总线数据传输格式 总线仲裁 总线仲裁发生在两个主IIC设备中。如果一个主设备欲使用总线,而测得SDA为低电平,则该主设备仲裁不能够使用总线启动传输。这个仲裁过程会延长,直到信号线SDA变为高电平 每次操作都要进行仲裁 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 MCS-51模拟IIC总线 80C51与AT24C02的接口 80C51与AT24C02的接口 80C51与AT24C02的接口 读操作过程 * * IIC 1 IIC 2 IIC n …… SCL SDA 主IIC +Vcc 上拉电阻 SDA SCL 起始信号 结束信号 数据位信号 数据位 A0 D1 A1 D2 DA1 D5 R/ W A2 DA0 DA2 DA3 D0 D3 D4 D6 D7 S 从IIC地址(7位) R/W A 传输数据 …… A P S 从IIC地址 W A 数据1 A 数据2 A …… 数据n A/A P 红色起始信号S、地址信号、控制信号W、各个数据、结束信号P,均为主IIC设备发送、从IIC设备接收;黑色的应答信号A/A为从IIC设备发送、主IIC设备接收 主控制器写操作格式 一般操作格式 S 从IIC地址 R A 数据1 A 数据2 A …… 数据n A P 红色起始信号S、地址信号、控制信号W、各个数据、结束信号P,均为主IIC设备发送、从IIC设备接收;黑色的应答信号A/A为从IIC设备发送、主IIC设备接收 主控制器读操作格式 STA:SETB SDA SETB SCL NOP NOP CLR SDA NOP NOP CLR SC
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