I2C、Microwire和SPI通信方式的介绍.docx

I2C等各种通信方式的介绍串行E2PROM是可在线电擦除和电写入的存储器，具有体积小、接口简单、数据保存可靠、可在线改写、功耗低等特点，而且为低电压写入，在单片机系统中应用十分普遍。 串行E2PROM按总线形式分为三种，即I2C总线、Microwire总线及SPI总线三种。本文将以Microchip公司的产品为例对以上三种串行E2PROM进行介绍。 一、I2C总线型 　　I2C总线，是INTER INTEGRATED CIRCUIT BUS的缩写，I2C总线采用时钟(SCL)和数据(SDA)两根线进行数据传输，接口十分简单。Microchip公司的24XX系列串行E2PROM存储容量从128位(16×8)至256k位(32k×8)，采用I2C总线结构。24XX中，XX为电源电压范围。 1 引脚　　SDA是串行数据脚。该脚为双向脚，漏极开路，用于地址、数据的输入和数据的输出，使用时需加上拉电阻。 　　SCL是时钟脚。该脚为器件数据传输的同步时钟信号。 SDA和SCL脚均为施密特触发输入，并有滤波电路，可有效抑制噪声尖峰信号，保证在总线噪声严重时器件仍能正常工作。 在单片机系统中，总线受单片机控制。单片机产生串行时钟(SCL)，控制总线的存取，发送STRAT和STOP信号。 2 总线协议 仅当总线不忙(数据和时钟均保持高电平)时方能启动数据传输。在数据传输期间，时钟(SCL)为高电平时数据(SDA)必须保持不变。在SCL为高电平时数据线(SDA)从高电平跳变到低电平，为开始数据传输(START)的条件，开始数据传输条件后所有的命令有效；SCL为高电平时，数据(SDA)从低电平跳变到高电平，为停止数据传输(STOP)的条件，停止数据传输条件后所有的操作结束。开始数据传输START后、停止数据传输STOP前，SCL高电平期间，SDA上为有效数据。字节写入时，每写完一个字节，送一位传送结束信号ACK，直至STOP；读出时，每读完一个字节，送一位传送结束信号ACK，但STOP前一位结束时不送ACK信号。 3 器件寻址 START后，单片机发送一个控制字，该控制字包括Start位(S)、受控地址(7位，对24XX00来说前四位为1010，后三位无关系)、读写(R/W)选择位(“1”为读，“0”为写)及传送结束位ACK。24XX00的控制字格式如下： S 1 0 1 0 X XX R/W ACK 24XX00随时监视总线上是否为有效地址，若受控地址正确且器件未处在编程方式下，则产生传送结束位ACK。 4 写操作　 单片机送出开始信号后，接着送器件码(7位)、R/W位，表示ACK位后面为待写入数据字节的字地址和待写入数据字节，然后结束一个字节的写入。即S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋字地址＋ACK＋写入数据＋ACK＋STOP。 5 读操作 读操作有三种，读当前地址的内容、读指定地址的内容、读指定起始地址后的若干字节的内容。 读当前地址的内容为：S＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据＋no ACK＋STOP。读指定地址的内容为：S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋写入数据＋ACK＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据＋no ACK＋STOP。读指定起始地址后的若干字节的内容为：S＋写控制字(R/W位为＋ACK＋写入数据＋ACK＋读控制字(R/W位为＋ACK＋读出数据(1)＋ACK＋……＋读出数据(n＋x)＋noACK＋STOP。24XX系列串行E2PROM存储芯片与单片机硬件接口只有SCL和SDA两根线，非常简单。二、Microwire总线型 Microwire总线采用时钟(CLK)、数据输入(DI)、数据输出(DO)三根线进行数据传输，接口简单。Microchip公司的93XXX系列串行E2PROM存储容量从1k bit(×8/×16)至16k bit(×8/×16)，采用Microwire总线结构。产品采用先进的CMOS技术，是理想的低功耗非易失性存储器器件。 1 引脚CS是片选输入，高电平有效。CS端低电平，93AA46为休眠状态。但若在一个编程周期启动后，CS由高变低，93AA46将在该编程周期完成后立即进入休眠状态。在连续指令与连续指令之间，CS必须有不小于250ns（TCSL)的低电平保持时间，使之复位(RESET)，芯片在CS为低电平期间，保持复位状态。CLK是同步时钟输入，数据读写与CLK上升沿同步。对于自动定时写周期不需要CLK信号。DI是串行数据输入，接受来自单片机的命令、地址和数据。　　DO是串行数据输出，在DO端需加上拉电阻。ORG是数据结构选择输入，当ORG为高电平时选×16结构，ORG为低电平时选×8结构。 2 工作模式 根据单片机的不同命令，93AA46有7种不同的工作模式，附表给出在ORG=1(×16结构)时