IIC協(xié)議書超詳細(xì)的解釋

./一、協(xié)議1.空閑狀態(tài)I2C總線總線的SDA和SCL兩條信號(hào)線同時(shí)處于高電平時(shí),規(guī)定為總線的空閑狀態(tài)。此時(shí)各個(gè)器件的輸出級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管均處在截止?fàn)顟B(tài),即釋放總線,由兩條信號(hào)線各自的上拉電阻把電平拉高。2.起始位與停止位的定義：起始信號(hào)：當(dāng)SCL為高期間,SDA由高到低的跳變；啟動(dòng)信號(hào)是一種電平跳變時(shí)序信號(hào),而不是一個(gè)電平信號(hào)。停止信號(hào)：當(dāng)SCL為高期間,SDA由低到高的跳變；停止信號(hào)也是一種電平跳變時(shí)序信號(hào),而不是一個(gè)電平信號(hào)。3.ACK發(fā)送器每發(fā)送一個(gè)字節(jié),就在時(shí)鐘脈沖9期間釋放數(shù)據(jù)線,由接收器反饋一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。應(yīng)答信號(hào)為低電平時(shí),規(guī)定為有效應(yīng)答位〔ACK簡稱應(yīng)答位,表示接收器已經(jīng)成功地接收了該字節(jié)；應(yīng)答信號(hào)為高電平時(shí),規(guī)定為非應(yīng)答位〔NACK,一般表示接收器接收該字節(jié)沒有成功。對(duì)于反饋有效應(yīng)答位ACK的要求是,接收器在第9個(gè)時(shí)鐘脈沖之前的低電平期間將SDA線拉低,并且確保在該時(shí)鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。如果接收器是主控器,則在它收到最后一個(gè)字節(jié)后,發(fā)送一個(gè)NACK信號(hào),以通知被控發(fā)送器結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送,并釋放SDA線,以便主控接收器發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)P。如下圖邏輯分析儀的采樣結(jié)果：釋放總線后,如果沒有應(yīng)答信號(hào),sda應(yīng)該一直持續(xù)為高電平,但是如圖中藍(lán)色虛線部分所示,它被拉低為低電平,證明收到了應(yīng)答信號(hào)。這里面給我們的兩個(gè)信息是：1>接收器在SCL的上升沿到來之前的低電平期間拉低SDA；2>應(yīng)答信號(hào)一直保持到SCL的下降沿結(jié)束；正如前文紅色標(biāo)識(shí)所指出的那樣。4.數(shù)據(jù)的有效性：I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間,數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定,只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間,數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。我的理解：雖然只要求在高電平期間保持穩(wěn)定,但是要有一個(gè)提前量,也就是數(shù)據(jù)在SCL的上升沿到來之前就需準(zhǔn)備好,因?yàn)樵谇懊鍵2C總線之<一>概述一文中已經(jīng)指出,數(shù)據(jù)是在SCL的上升沿打入到器件<EEPROM>中的。5.數(shù)據(jù)的傳送：在I2C總線上傳送的每一位數(shù)據(jù)都有一個(gè)時(shí)鐘脈沖相對(duì)應(yīng)〔或同步控制,即在SCL串行時(shí)鐘的配合下,在SDA上逐位地串行傳送每一位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)位的傳輸是邊沿觸發(fā)。二、工作過程總線上的所有通信都是由主控器引發(fā)的。在一次通信中,主控器與被控器總是在扮演著兩種不同的角色。1.主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)主設(shè)備發(fā)送起始位,這會(huì)通知總線上的所有設(shè)備傳輸開始了,接下來主機(jī)發(fā)送設(shè)備地址,與這一地址匹配的slave將繼續(xù)這一傳輸過程,而其它slave將會(huì)忽略接下來的傳輸并等待下一次傳輸?shù)拈_始。主設(shè)備尋址到從設(shè)備后,發(fā)送它所要讀取或?qū)懭氲膹脑O(shè)備的內(nèi)部寄存器地址；之后,發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,發(fā)送停止位：寫入過程如下：發(fā)送起始位發(fā)送從設(shè)備的地址和讀/寫選擇位；釋放總線,等到EEPROM拉低總線進(jìn)行應(yīng)答；如果EEPROM接收成功,則進(jìn)行應(yīng)答；若沒有握手成功或者發(fā)送的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)EEPROM不產(chǎn)生應(yīng)答,此時(shí)要求重發(fā)或者終止。發(fā)送想要寫入的內(nèi)部寄存器地址；EEPROM對(duì)其發(fā)出應(yīng)答；發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送停止位.EEPROM收到停止信號(hào)后,進(jìn)入到一個(gè)內(nèi)部的寫入周期,大概需要10ms,此間任何操作都不會(huì)被EEPROM響應(yīng)；<因此以這種方式的兩次寫入之間要插入一個(gè)延時(shí),否則會(huì)導(dǎo)致失敗,博主曾在這里小坑了一下>詳細(xì)：需要說明的是：①主控器通過發(fā)送地址碼與對(duì)應(yīng)的被控器建立了通信關(guān)系,而掛接在總線上的其它被控器雖然同時(shí)也收到了地址碼,但因?yàn)榕c其自身的地址不相符合,因此提前退出與主控器的通信；2.主控器讀取數(shù)據(jù)的過程：讀的過程比較復(fù)雜,在從slave讀出數(shù)據(jù)前,你必須先要告訴它哪個(gè)內(nèi)部寄存器是你想要讀取的,因此必須先對(duì)其進(jìn)行寫入<dummywrite>：發(fā)送起始位；發(fā)送slave地址+writebitset；發(fā)送內(nèi)部寄存器地址；重新發(fā)送起始位,即restart；重新發(fā)送slave地址