I2C總線時(shí)序詳解

1、I2C總線時(shí)序詳解I2C總線位傳輸由于連接到I2C總線的器件有不同種類的工藝 （CMOSNMOS雙極性）， 邏輯0 （低）和邏輯1 （高）的電平不是固定的，它由電源 VCC的相關(guān)電平 決定，每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位就產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖。數(shù)據(jù)的有效性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 。SDAI2C位傳輸數(shù)據(jù)有效性起始和停止條件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。起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生，總線在起始條件后被認(rèn)為

2、處于忙的 狀態(tài)起始和停止條件，在停止條件的某段時(shí)間后總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。 如果產(chǎn)生重復(fù)起始條件而不產(chǎn)生停止條件，總線會(huì)一直處于忙的狀態(tài)， 此時(shí)的起始條件（S）和重復(fù)起始條件（Sr）在功能上是一樣的。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸字節(jié)格式發(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)。應(yīng)答響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸

3、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。通常被尋址的接收器在接收到的每個(gè)字節(jié)后，除了用CBUS地址開頭的數(shù)。普通的和帶重復(fù)開始條件的7位地址格式i/1-MSBAck nowledgenw nlA ok nowledgc men!1 1I IJ JSignal From AeceiverSignal From Receiver1 11 1I |/ / Vz/1 1START1?7891 289_ dSTOPConditton (S)R/W ACK

4、AU瓦 Condition (P)SDASCLI2C總線數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)答據(jù)，必須產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)不能響應(yīng)從機(jī)地址時(shí)（例如它正在執(zhí)行一 些實(shí)時(shí)函數(shù)不能接收或發(fā)送），從機(jī)必須使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)然后 產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開始新的傳輸。如果從機(jī)接收器響應(yīng)了從機(jī)地址，但是在傳輸了一段時(shí)間后不能接收 更多數(shù)據(jù)字節(jié)，主機(jī)必須再一次終止傳輸。這個(gè)情況用從機(jī)在第一個(gè)字節(jié) 后沒有產(chǎn)生響應(yīng)來表示。從機(jī)使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或 重復(fù)起始條件。如果傳輸中有主機(jī)接收器，它必須通過在從機(jī)不產(chǎn)生時(shí)鐘的最后 一個(gè)字節(jié)不產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，向從機(jī)發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。從機(jī)發(fā)送器必須 釋放數(shù)據(jù)

5、線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。尋址方式7位尋址第一個(gè)字節(jié)的頭 7位組成了從機(jī)地址，最低位（LSB）是第8位，它決定了傳輸?shù)? 71ie-11*B*1i1sSlave AddressR/WACKDataACKDataACKP1 | 1 '<8 1 | 1 7! 1 | 1 81| 1 SSlave AddressACKDataACKSSlave Addre&sA WACKDataACKP方向。第一個(gè)字節(jié)的最低位是“ 0”，表示主機(jī)會(huì)寫信息到被選中的從機(jī)；“ 1”表示主機(jī)會(huì)向從機(jī) 讀信息，當(dāng)發(fā)送了一個(gè)地址后，系統(tǒng)中的每個(gè)器件 都在起始條件后將頭 7位與它自己的地址比

6、較，如果一樣，器件會(huì)判定它 被主機(jī)尋址，至于是從機(jī)接收器還是從機(jī)發(fā)送器，都由R/W位決定。10位尋址10位尋址和7位尋址兼容，而且可以結(jié)合使用。10位尋址采用了保留的 1111XXX作為起始條件（S）,或重復(fù)起始條 件（Sr ）的后第一個(gè)字節(jié)的頭7位。10位尋址不會(huì)影響已有的7位尋址，有7位和10位地址的器件可以連接17*t1<Bq1 81PI1 SSlave Address 1 st byteA.WACKSlave Address 2nd byteACKDataACKP11110 X X II2C總線10位地址格式到相同的I2C總線。它們都能用于標(biāo)準(zhǔn)模式（F/S ）和高速模式（Hs）系

7、統(tǒng)。 保留地址位1111XXX有8個(gè)組合，但是只有 4個(gè)組合11110XX用于10位尋址，剩下的 4個(gè)組合11111XX保留給后續(xù)增強(qiáng)的I2C總線。10位從機(jī)地址是由在起始條件（S）或重復(fù)起始條件（Sr ）后的頭兩個(gè)字節(jié)組成。第一個(gè)字節(jié)的頭 7位是11110XX的組合，其中最后兩位（XX）是10位 地址的兩個(gè)最高位（MSB。第一個(gè)字節(jié)的第 8位是R/W位，決定了傳輸?shù)姆较?，第一個(gè)字節(jié)的最 低位是“0”表示主機(jī)將寫信息到選中的從機(jī)，“1 ”表示主機(jī)將向從機(jī)讀信息。如果R/W位是“ 0 ”，則第二個(gè)字節(jié)是10位從機(jī)地址剩下的 8位；如果R/W位是“1”則下一個(gè)字節(jié)是從機(jī)發(fā)送給主機(jī)的數(shù)據(jù)?？焖倌Ｊ娇?/p>

8、速模式器件可以在400kbit/s下接收和發(fā)送。最小要求是：它們可以和400kbit/s傳輸同步，可以延長(zhǎng)SCL信號(hào)的低電平周期來減慢傳輸?？焖倌Ｊ狡骷枷蛳录嫒?，可以和標(biāo)準(zhǔn)模式器件在0100kbit/s 的I2C總線系統(tǒng)通訊。但是，由于標(biāo)準(zhǔn)模式器件不向上兼容，所以不能在快速模式 I2C總線系統(tǒng)中工作?？焖倌Ｊ絀2C總線規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)模式相比有以下額外的特征：普通的和帶重復(fù)開始條件的7位地址格式1、 最大位速率增加到400kbit/s ;2、調(diào)整了串行數(shù)據(jù)（SDA 和串行時(shí)鐘（SCL ）信號(hào)的時(shí)序；3、 快速模式器件的輸入有抑制毛刺的功能，SDA和SCL輸入有施密特 觸發(fā)器；4、 快速模式器件的輸

9、出緩沖器對(duì)SDA和SCL信號(hào)的下降沿有斜率控 制功能；5、 如果快速模式器件的電源電壓被關(guān)斷，SDA和SCL的I/O 管腳必 須懸空，不能阻塞總線；6、 連接到總線的外部上拉器件必須調(diào)整以適應(yīng)快速模式I2C總線更短的最大允許上升時(shí)間。對(duì)于負(fù)載最大是200pF的總線，每條總線的上拉器件可以是一個(gè)電阻，對(duì)于負(fù)載在200pF400pF之間的總線，上拉器件可以是一個(gè)電流源（最大值 3mA ）或者是一個(gè)開關(guān)電阻電路。高速模式高速模式（Hs模式）器件對(duì)I2C總線的傳輸速度有具大的突破。Hs模式器件可以在高達(dá) 3.4Mbit/s 的位速率下傳輸信息，而且保持完全向下兼 容快速模式或標(biāo)準(zhǔn)模式（F/S模式）器件

10、，它們可以在一個(gè)速度混合的總 線系統(tǒng)中雙向通訊。Hs模式傳輸除了不執(zhí)行仲裁和時(shí)鐘同步外，與F/S模式系統(tǒng)有相同的串行總線協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。高速模式下I2C總線規(guī)范如下：1、 Hs模式主機(jī)器件有一個(gè) SDAH信號(hào)的開漏輸出緩沖器和一個(gè)在SCLH輸出的開漏極下拉和電流源上拉電路。這個(gè)電流源電路縮短了SCLH信號(hào)的上升時(shí)間，任何時(shí)侯在 Hs模式，只有一個(gè)主機(jī)的電流源有效；2、在多主機(jī)系統(tǒng)的 Hs模式中，不執(zhí)行仲裁和時(shí)鐘同步，以加速位處理能力。仲裁過程一般在前面用F/S模式傳輸主機(jī)碼后結(jié)束；3、 Hs模式主機(jī)器件以高電平和低電平是1:2的比率產(chǎn)生一個(gè)串行時(shí) 鐘信號(hào)。解除了建立和保持時(shí)間的時(shí)序要求；4、

11、可以選擇Hs模式器件有內(nèi)建的電橋。在Hs模式傳輸中，Hs模式器件的高速數(shù)據(jù)（SDAH和高速串行時(shí)鐘（SCLH ）線通過這個(gè)電橋與 F/S模 式器件的SDA和SCL線分隔開來。減輕了SDAH和SCLH線的電容負(fù)載，使上升和下降時(shí)間更快；5、 Hs模式從機(jī)器件與 F/S從機(jī)器件的唯一差別是它們工作的速度。Hs模式從機(jī)在 SCLH和SDAH俞出有開漏輸出的緩沖器。 SCLH管腳可選的 下拉晶體管可以用于拉長(zhǎng) SCLH信號(hào)的低電平，但只允許在 Hs模式傳輸?shù)?響應(yīng)位后進(jìn)行；6、 Hs模式器件的輸出可以抑制毛刺，而且SDAH和SCLH輸出有一個(gè) 施密特觸發(fā)器；7、Hs模式器件的輸出緩沖器對(duì)SDAH和SC

12、LH信號(hào)的下降沿有斜1/*率控制功能11/*1/*函數(shù)名：讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)*入口參數(shù)：無*注意：*說明：*/uchar l2cReadByte( void )uchar rbyte = 0;uchar i = 0;for(i = 0; i < 8; i+ )rbyte = rbyte << 1;/非常注意.此語句不放在循環(huán)體內(nèi)最后.SDA = 1; /SDA為輸入SCL = 1;NOP_5;if( SDA = 1 )rbyte = rbyte | 0x01;SCL = 0;return rbyte;2從地址讀數(shù)據(jù)第249行為什么還要加一個(gè)I2Cstart()?3為什么循環(huán)變量定義為uchar類型？4寫字節(jié)子程序void l2c_Write_n( uchar