集成电路互连总线I2C.ppt

第10章 集成电路互连总线I2C;主要内容;10.1 I2C总线通用知识;I2C总线特点 在硬件上，二线制的I2C串行总线使得各IC只需最简单的连接，而且总线接口都集成在IC中，不需另加总线接口电路 I2C总线还支持多主控（multi-mastering） 串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbps，快速模式下可达400kbps，高速模式下可达3.4Mbps 连接到相同总线的IC数量只受到总线最大电容（400pf）的限制。但如果在总线中加上82B715总线远程驱动器可以把总线电容限制扩展十倍，传输距离可增加到15m;10.1.2 I2C总线的硬件相关术语与典型电路;I2C总线的典型电路 下图给出一个由MCU作为主机，通过I2C总线带3个从机的单主机I2C总线系统。这是最常用、最典型的I2C总线连接方式 ;10.1.3 I2C总线数据通信协议概要;I2C总线上的信号类型 开始信号（START）：如下（图1）当SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，产生开始信号。当总线空闲的时候（例如没有主动设备在使用总线，即SDA和SCL都处于高电平），主机通过发送开始信号（START）建立通信 停止信号（STOP）：如下（图1）当SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平的跳变，产生停止信号。主机通过发送停止信号，结束时钟信号和数据通信。SDA和SCL都将被复位为高电平状态 重新开始信号（Repeated START）：在I2C总线上，由主机发送一个开始信号启动一次通信后，在首次发送停止信号之前，主机通过发送重新开始信号，可以转换与当前从机的通信模式，或是切换到与另一个从机通信。如下（图1）所示，当SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，产生重新开始信号，它的本质就是一个开始信号;图1：开始、重新开始和停止信号;应答信号（A）：接收数据的IC在接收到8位数据后，向发送数据的IC发出的特定的低电平脉冲。每一个数据字节后面都要跟一位应答信号，表示已收到数据;I2C总线上数据传输格式 一般情况下，一个标准的I2C通信由四部分组成：开始信号、从机地址传输、数据传输和结束信号。I2C总线上传送的每一个字节均为8位，首先发送的数据位为最高位，每传送一个字节后都必须跟随一个应答位，每次通信的数据字节数是没有限制的；在全部数据传送结束后，由主机发送停止信号，结束通信 ;I2C总线寻址约定 为了消除I2C总线系统中主控器与被控器的地址选择线，最大限度地简化总线连接线，I2C总线采用了独特的寻址约定，规定了起始信号后的第一个字节为寻址字节，用来寻址被控器件，并规定数据传送方向。 在I2C总线系统中，寻址字节由被控器的7位地址位（D7～D1位）和一位方向位（D0位）组成。方向位为0时，表示主控器将数据写入被控器，为1时表示主控器从被控器读取数据。主控器发送起始信号后，立即发送寻址字节，这时总线上的所有器件都将寻址字节中的7位地址与自己器件地址比较。如果两者相同，则该器件认为被主控器寻址，并发送应答信号，被控器根据数据方向位（R/W）确定自身是作为发送器还是接收器。;10.1.4 主机向从机读/写1个字节数据的过程;主机从从机读1个字节数据的过程 当主机要从从机读1个字节数据时，主机首先产生START信号，然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为0，表明是向从机写命令，这时候主机等待从机的应答信号（ACK），当主机收到应答信号时，发送要访问的地址，继续等待从机的应答信号，当主机收到应答信号后，主机要改变通信模式，所以主机发送重新开始信号，然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为1，表明将主机设置成接收模式开始读取数据，这时主机等待从机的应答信号，当主机收到应答信号时，就可以接收1个字节的数据，当接收完成后，主机发送非应答信号，表示不再接收数据，主机进而产生停止信号，结束传送过程。;10.2 AW60的I2C模块编程结构;10.2.2 AW60的I2C模块寄存器;I2C地址寄存器 I2C地址寄存器（I2C Address Register，I2C1A） D7～D1—ADR7～ADR1为MCU作为从机时的从机地址。 当主机在I2C总线上发送从机地址寻址从机，MCU作为从机设备时，将该地址与I2C1A的高7位比较，查看自己是否被主机选中 D0—保留位。该位是为了将来的兼容性而设置的保留位，读出总是0。写I2C1A时，D0位不使用;I2C分频寄存器 I2C分频寄存器（I2C Frequency Divider Register，I2C1F）用于产生相应的分频因子 I2C分频寄存器的高2位MULT定义了增频因子a，a和SCL的分