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一、技術(shù)性能:
工作速率有100K和400K兩種; 支持多機(jī)通訊;
支持多主控模塊,但同一時(shí)刻只允許有一個(gè)主控; 由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線;
每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址; 每個(gè)器件可以使用獨(dú)立電源但是必須共地
二、基本工作原理:
以啟動(dòng)信號(hào)START來(lái)掌管總線,以停止信號(hào)STOP來(lái)釋放總線;
每次通訊以START開(kāi)始,以STOP結(jié)束;
啟動(dòng)信號(hào)START后緊接著發(fā)送一個(gè)地址字節(jié),其中7位為被控器件的地址碼,一位為讀/寫(xiě)控制位R/W,R./W位為0表示由主控向被控器件寫(xiě)數(shù)據(jù),R/W為1表示由主控向被控器件讀數(shù)據(jù);
當(dāng)被控器件檢測(cè)到收到的地址與自己的地址相同時(shí),在第9個(gè)時(shí)鐘期間反饋應(yīng)答信號(hào);
每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)在傳送時(shí)都是高位(MSB)在前;
寫(xiě)通訊過(guò)程:
1、 主控在檢測(cè)到總線空閑的狀況下,首先發(fā)送一個(gè)START信號(hào)掌管總線;
2、 發(fā)送一個(gè)地址字節(jié)(包括7位地址碼和一位R/W);
3、 當(dāng)被控器件檢測(cè)到主控發(fā)送的地址與自己的地址相同時(shí)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)(ACK);
4、 主控收到ACK后開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié);
5、 被控器收到數(shù)據(jù)字節(jié)后發(fā)送一個(gè)ACK表示繼續(xù)傳送數(shù)據(jù),發(fā)送NACK表示傳送數(shù)據(jù)結(jié)束;
6、 主控發(fā)送完全部數(shù)據(jù)后,發(fā)送一個(gè)停止位STOP,結(jié)束整個(gè)通訊并且釋放總線;
讀通訊過(guò)程:
1、 主控在檢測(cè)到總線空閑的狀況下,首先發(fā)送一個(gè)START信號(hào)掌管總線;
2、 發(fā)送一個(gè)地址字節(jié)(包括7位地址碼和一位R/W);
3、 當(dāng)被控器件檢測(cè)到主控發(fā)送的地址與自己的地址相同時(shí)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)(ACK);
4、 主控收到ACK后釋放數(shù)據(jù)總線,開(kāi)始接收第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié);
5、 主控收到數(shù)據(jù)后發(fā)送ACK表示繼續(xù)傳送數(shù)據(jù),發(fā)送NACK表示傳送數(shù)據(jù)結(jié)束;
6、 主控發(fā)送完全部數(shù)據(jù)后,發(fā)送一個(gè)停止位STOP,結(jié)束整個(gè)通訊并且釋放總線;
三、 硬件連接及要求 上圖為硬件連接結(jié)構(gòu)與參數(shù)曲線 四、 總線信號(hào)時(shí)序分析 1、 總線空閑狀態(tài) SDA和SCL兩條信號(hào)線都處于高電平,即總線上所有的器件都釋放總線,兩條信號(hào)線各自的上拉電阻把電平拉高; 2、 啟動(dòng)信號(hào)START 時(shí)鐘信號(hào)SCL保持高電平,數(shù)據(jù)信號(hào)SDA的電平被拉低(即負(fù)跳變)。啟動(dòng)信號(hào)必須是跳變信號(hào),而且在建立該信號(hào)前必修保證總線處于空閑狀態(tài); 3、 停止信號(hào)STOP 時(shí)鐘信號(hào)SCL保持高電平,數(shù)據(jù)線被釋放,使得SDA返回高電平(即正跳變),停止信號(hào)也必須是跳變信號(hào)。 4、 數(shù)據(jù)傳送 SCL線呈現(xiàn)高電平期間,SDA線上的電平必須保持穩(wěn)定,低電平表示0(此時(shí)的線電壓為地電壓),高電平表示1(此時(shí)的電壓由元器件的VDD決定)。只有在SCL線為低電平期間,SDA上的電平允許變化。 5、 應(yīng)答信號(hào)ACK I2C總線的數(shù)據(jù)都是以字節(jié)(8位)的方式傳送的,發(fā)送器件每發(fā)送一個(gè)字節(jié)之后,在時(shí)鐘的第9個(gè)脈沖期間釋放數(shù)據(jù)總線,由接收器發(fā)送一個(gè)ACK(把數(shù)據(jù)總線的電平拉低)來(lái)表示數(shù)據(jù)成功接收。 6、 無(wú)應(yīng)答信號(hào)NACK 在時(shí)鐘的第9個(gè)脈沖期間發(fā)送器釋放數(shù)據(jù)總線,接收器不拉低數(shù)據(jù)總線表示一個(gè)NACK,NACK有兩種用途:a、一般表示接收器未成功接收數(shù)據(jù)字節(jié);b、當(dāng)接收器是主控器時(shí),它收到最后一個(gè)字節(jié)后,應(yīng)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,并釋放總線,以便主控接收器發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)STOP。 7、其它信號(hào)如插入等待、重啟動(dòng)、時(shí)鐘同步、總線仲裁、總線封鎖等不經(jīng)常使用,請(qǐng)參閱資料。 五、 尋址約定 地址的分配方法有兩種:1、含CPU的智能器件,地址由軟件初始化時(shí)定義,但不能與其它的器件有沖突;2、不含CPU的非智能器件,由廠家在器件內(nèi)部固化,不可改變。 上圖為地址字節(jié)定義 高7位為地址碼,其分為兩部分:1、高4位屬于固定地址不可改變,由廠家固化的統(tǒng)一地址;2、低三位為引腳設(shè)定地址,可以由外部引腳來(lái)設(shè)定(并非所有器件都可以設(shè)定);
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