I2C 與UART的區(qū)別與比較.doc

I2CIIC本身是為板級通訊設(shè)計，沒有考慮遠(yuǎn)距離通訊.UART通訊編程簡單，通訊速度遠(yuǎn)比IIC快，可以直接使用RS485延伸通訊距離達(dá)到1km，通訊速度很容易做高。UART是一個并行輸入成為串行輸出的芯片.有一點要注意的是,它提供了RS-232C數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口,這樣計算機(jī)就可以和調(diào)制解調(diào)器或其它使用RS-232C接口的串行設(shè)備通信. I2C（InterIntegrated Circuit）總線是由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點。發(fā)送器：發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的器件；接收器：從總線接收數(shù)據(jù)的器件；主機(jī)：初始化發(fā)送產(chǎn)生時鐘信號和終止發(fā)送的器件；從機(jī)：被主機(jī)尋址的器件；多主機(jī)：同時有多于一個主機(jī)嘗試控制總線但不破壞傳輸；仲裁：是一個在有多個主機(jī)同時嘗試控制總線但只允許其中一個控制總線并使傳輸不被破壞的過程；同步：兩個或多個器件同步時鐘信號的過程 。 兩條總線線路：一條串行數(shù)據(jù)線SDA，一條串行時鐘線SCL；SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時鐘的高電平周期保持穩(wěn)定。數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只 有在SCL 線的時鐘信號是低電平時才能改變。SCL 線是高電平時，SDA 線從高電平向低電平切換，這個情況表示起始條件；SCL 線是高電平時，SDA 線由低電平向高電平切換，這個情況表示停止條件。 發(fā)送到SDA 線上的每個字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個字節(jié)后必須跟一個響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB），如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時鐘線SCL 保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時鐘線SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。 數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，相關(guān)的響應(yīng)時鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生。在響應(yīng)的時鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線（高）。在響應(yīng)的時鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個時鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。 寫操作 寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同。 讀操作 讀操作有三種基本操作：當(dāng)前地址讀、隨機(jī)讀和順序讀。圖4給出的是順序讀的時序圖。應(yīng)當(dāng)注意的是：最后一個讀操作的第9個時鐘周期不是“不關(guān)心”。為了結(jié)束讀操作，主機(jī)必須在第9個周期間發(fā)出停止條件或者在第9個時鐘周期內(nèi)保持SDA為高電平、然后發(fā)出停止條件。 I2C的讀操作與寫操作： I2C與UART不同的地方首先在于先傳高位，后傳送低位。主機(jī)寫數(shù)據(jù)時，每發(fā)送一個字節(jié)，接收機(jī)需要回復(fù)一個應(yīng)答位“0”，通過應(yīng)答位來判斷從機(jī)是否接收成功。主機(jī)讀數(shù)據(jù)時，接收一個字節(jié)結(jié)束后，主機(jī)也需要發(fā)送一應(yīng)答位“0”，但是當(dāng)接收最后一個字節(jié)結(jié)束后，則需發(fā)送一個非應(yīng)答位“1”，發(fā)完了1后，再發(fā)一個停止信號，最終結(jié)束通信。I2C寫數(shù)據(jù)流程首先I2C起始信號，然后發(fā)送首字節(jié)，即器件（EEPROM)地址。并且在讀寫方向位上選擇“寫操作”方向。(0xa0)第二個字節(jié)，發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲地址，就是要讀取的數(shù)據(jù)所存儲在EEPROM中的位置。第三個字節(jié)，發(fā)送要存儲的數(shù)據(jù)第一個字節(jié)，第二個字節(jié)注意：在寫數(shù)據(jù)的過程中，都要等待EEPROM返回一個“應(yīng)答位”。write_eeprom：void write_e2prom(uint8 addr,uint8 databyte)I2CStart();I2CSend(0xa0);/起始信號后寫入器件地址，寫操作I2CSend(addr);/寫入發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲地址I2CSend(databyte)/發(fā)送存儲的數(shù)據(jù)I2CStop；void I2CSend(uint8 byte)uint8 mask=0x80; /數(shù)據(jù)由高位依次傳輸 int i;for(i=0;i=1;Delay();/SDA延遲一個高電平SCL=1; /下一個時序，Delay();/SCL延遲一個低電平，保證時序的完整性/一個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸完成之后，要等待應(yīng)答位SCL=0；/接著上一個時序，保證完整性SDA=1;/主機(jī)釋放SDA,拉高SDA,觀察應(yīng)答位Delay();/延遲一個時序，等待應(yīng)答位j=SDA;/取出從機(jī)返回的應(yīng)答位進(jìn)行判斷，低電平的時候有效Delay();/延遲一個時序SCL=1;/拉高SCL,等待下次傳輸 UART通信UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計中，UART用來與PC進(jìn)行通信，包括與監(jiān)控調(diào)試器和其它器件，如EEPROM通信。UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。消息幀從一個低位起始位開始，后面是58個數(shù)據(jù)位，一個可用的奇偶位和一個或幾個高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時鐘頻率同步。如果選擇了奇偶，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助錯誤校驗。在接收過程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對進(jìn)來的字節(jié)進(jìn)行奇偶校驗，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。UART也產(chǎn)生額外的信號來指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個奇偶錯誤，UART就置位奇偶標(biāo)志。異步串口通信協(xié)議作為UART的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個字符一位接一位地傳輸。其中各位的意義如下：起始位：先發(fā)出一個邏輯”0”的信號，表示傳輸字符的開始。資料位：緊接著起始位之后。資料位的個數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時鐘定位。奇偶校驗位：資料位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗)或奇數(shù)(奇校驗)，以此來校驗資料傳送的正確性。停止位：它是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、1.5位、2位的高電平。 由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時的，并且每一個設(shè)備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計算機(jī)校正時鐘同步的機(jī)會。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度