I2C 與UART的區(qū)別與比較.doc

I2CIIC本身是為板級(jí)通訊設(shè)計(jì)，沒(méi)有考慮遠(yuǎn)距離通訊.UART通訊編程簡(jiǎn)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(gè)并行輸入成為串行輸出的芯片.有一點(diǎn)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(jì)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(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)鐘信號(hào)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(shí)有多于一個(gè)主機(jī)嘗試控制總線但不破壞傳輸；仲裁：是一個(gè)在有多個(gè)主機(jī)同時(shí)嘗試控制總線但只允許其中一個(gè)控制總線并使傳輸不被破壞的過(guò)程；同步：兩個(gè)或多個(gè)器件同步時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)程 。 兩條總線線路：一條串行數(shù)據(jù)線SDA，一條串行時(shí)鐘線SCL；SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)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(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。SCL 線是高電平時(shí)，SDA 線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示起始條件；SCL 線是高電平時(shí)，SDA 線由低電平向高電平切換，這個(gè)情況表示停止條件。 發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)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(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)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(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)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(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)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(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線（高）。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個(gè)時(shí)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(yè)面寫兩種操作，對(duì)于頁(yè)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(shí)序圖。應(yīng)當(dāng)注意的是：最后一個(gè)讀操作的第9個(gè)時(shí)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(gè)周期間發(fā)出停止條件或者在第9個(gè)時(shí)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(shí)，每發(fā)送一個(gè)字節(jié)，接收機(jī)需要回復(fù)一個(gè)應(yīng)答位“0”，通過(guò)應(yīng)答位來(lái)判斷從機(jī)是否接收成功。主機(jī)讀數(shù)據(jù)時(shí)，接收一個(gè)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(gè)字節(jié)結(jié)束后，則需發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答位“1”，發(fā)完了1后，再發(fā)一個(gè)停止信號(hào)，最終結(jié)束通信。I2C寫數(shù)據(jù)流程首先I2C起始信號(hào)，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(gè)字節(jié)，發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址，就是要讀取的數(shù)據(jù)所存儲(chǔ)在EEPROM中的位置。第三個(gè)字節(jié)，發(fā)送要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)，第二個(gè)字節(jié)注意：在寫數(shù)據(jù)的過(guò)程中，都要等待EEPROM返回一個(gè)“應(yīng)答位”。write_eeprom：void write_e2prom(uint8 addr,uint8 databyte)I2CStart();I2CSend(0xa0);/起始信號(hào)后寫入器件地址，寫操作I2CSend(addr);/寫入發(fā)送數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址I2CSend(databyte)/發(fā)送存儲(chǔ)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(gè)高電平SCL=1; /下一個(gè)時(shí)序，Delay();/SCL延遲一個(gè)低電平，保證時(shí)序的完整性/一個(gè)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(gè)時(shí)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(gè)時(shí)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(shí)候有效Delay();/延遲一個(gè)時(shí)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(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)中，UART用來(lái)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(lái)傳輸。消息幀從一個(gè)低位起始位開始，后面是58個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)可用的奇偶位和一個(gè)或幾個(gè)高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時(shí)它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時(shí)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(lái)幫助錯(cuò)誤校驗(yàn)。在接收過(guò)程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對(duì)進(jìn)來(lái)的字節(jié)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，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(hào)來(lái)指示發(fā)送和接收的狀態(tài)。例如，如果產(chǎn)生一個(gè)奇偶錯(cuò)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(gè)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(gè)邏輯”0”的信號(hào)，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(gè)數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。奇偶校驗(yàn)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(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn))，以此來(lái)校驗(yàn)資料傳送的正確性。停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。可以是1位、1.5位、2位的高電平。 由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)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(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度