I2C原理和上拉下拉电阻的介绍.ppt

I2C原理和上拉下拉电阻的介绍 REPORTER： DATE:2012/11/14 目录 1、I2C总线的概念 2、I2C总线的特点 3、总线的基本操作 4、上拉电阻和下拉电阻介绍 5、debug经验分享 I2C总线的概念 I2C 总线支持任何IC 生产过程（CMOS、 双极性）。 两线制――串行数据线（SDA ）和串行时钟（SCL） 线在连接到总线的器件间传递信息 每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器LCD 驱动器存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。 发送器和接收器外器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件，此时任何被寻址的器件都被认为是从机 I2C总线的概念 ?.主机和从机：总线上可以有一个或多个主机，总线运行由主机控制。主机是指启动数据的传送（发起始信号）、发出时钟信号、传送结束时发出终止信号的器件。通常，主机由各种单片机或其他微处理器充当。被主机寻访的器件叫从机，它可以是各种单片机或其他微处理器，也可以是其他器件。 ?.发送器和接收器：发送数据的一方称为发送器，而接收数据的一方称为接收器。 I2C总线的概念 ?.当总线空闲时，两根线均为高电平。 ?.在标准I2C普通模式下，数据的传输率为100Kbps，高速模式下可达400Kbps。连接的器件越多，电容值越大，总线上允许的器件数以总线上的电容量不超过400pF为限。 I2C总线的特点 ?.iic串行总线：仅有两根线：SDA（数据线）和SCL(时钟线）。这样占用的空间非常小。 ?.iic总线的特点：半双工、同步、多主控、串行。 ?.iic串行总线的连接电路： I2C的特点 ?.SDA（数据线）和SCL(时钟线）都是集电极开路或漏极开路结构的，只能输出“0”，不能输出“1”，都必须接上拉电阻。 ?.SDA和SCL是双向的，（ 为什么？） 当需要输入数据时，将一个读数据用的输入端接在输出端。 I2C总线的特点 ?.SDA（数据线）和SCL(时钟线）都具有“线与”功能。 I2C总线的特点 ?.SCL线的时钟同步：SCL由于具有线“与”的逻辑功能，即只要有一个节点发送低电平时，总线上就表现为低电平。当所有的节点都发送高电平时，总线才能表现为高电平。正是由于线“与”逻辑功能的原理，当多个节点同时发送时钟信号时，在总线上表现的是统一的时钟信号。 ?. SDA线的仲裁：SDA线的仲裁也是建立在总线具有线“与”逻辑功能的原理上的。节点在发送1位数据后，比较总线上所呈现的数据与自己发送的是否一致。是，继续发送；否则，退出竞争。SDA线的仲裁可以保证I2C总线系统在多个主节点同时企图控制总线时通信正常进行并且数据不丢失。总线系统通过仲裁只允许一个主节点可以继续占据总线。 I2C总线的特点 I2C总线的特点 总线的基本操作 开始信号 （主机发送） 停止信号（主机发送） 确认信号（ACK）：“谁接收谁产生”的原则，即总是由接收器产生应答位 非应答信号（NACK)：如果接收器在接收完最后一个字节的数据，或者不能再接收更多的数据时，应当产生非应答来通知发送器。发送器如果发现接收器产生了非应答状态，则应当终止发送。 总线的基本操作 根据I2C总线协议的规定，SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。起始和终止信号如图所示。 总线的基本操作 I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据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工状态才允许变化，如图所示。 总线的基本操作 利用IIC总线进行数据传送时，传送的字节数是没有限制的，但是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），如图所示： 总线的基本操作 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合方式 主机在第一个字节后，立即由从机读数据。 在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正好反向。 总线的基本操作 ?.主控制器产生起始条件后，发送的第一个字节为寻址字节，即从器件的地址，从器件的地址格式如下： ?.其中DA3～DA0位:是IIC总线外围接口器件固有的地址编码，出场时已给定。如IIC接口的EEPROM 芯片AT24CXX为1010。4位LED驱动器SAA1064的器件地址为0111。 ?.A2A1