嵌入式常用接口协议

一、IIC

1.1 IIC概述

• 同步串行通信总线： SCL——时钟线 SDA——数据线

同步通信：通信中双方使用频率一致的时钟
异步通信：通信中的接收方并不知道数据什么时候会到达，收发双方可以有各自自己的时钟

• 主从架构、半双工协议
• 标准模式 100kbps, 快速模式 400kbps, 高速模式 3.4 Mbps
• IC数量受到总线最大电容 400pF 限制
• 模块连接图
  
  IIC总线通过上拉电阻接正电源。总线空闲时，SDA 和 SCL 均为高电平。总线上任意器件输出低电平，总线信号变低。即各器件的 SDA 和 SCL 是线与关系。

1.2 IIC 总线的主机与从机

• 主机特征：起始，产生时钟信号，终止
• 无论是主机和从机，都可以充当发送器或接收器
• 多主机系统要通过总线仲裁决定谁控制总线

1.3 IIC具体协议

只要理解六幅图即可

• 数据有效性规定：SCL 高电平器件 SDA 要求稳定，SCL 低电平器件数据可以变化
  
• 起始与停止：起始和停止信号都由主机发生
  
• 字节传送与应答：一帧共9位，数据位加应答位
  
• 数据帧格式：阴影部分表示主机向从机发送数据，无阴影部分表示数据由从机向主机传送。 A 表示应答 ，/A表示无应答。S表示起始信号，P表示终止信号

下图为主机发送数据，起始信号之后，发送从机地址共7位，第8位为R/W，表示数据传送方向

下图为主机读取数据，起始信号后，发送从机地址和R/W，之后接收数据，当接收到最后一个数据字节后，对从机非应答表示结束传送，之后从机释放总线，主机产生结束信号

当传送过程中改变方向时，起始信号和从机地址需要重复一次

1.4 IIC总线仲裁

• 当多个主机同时访问从机时，需要总线仲裁。总线仲裁分两部分：SCL 线同步和 SDA 线仲裁
• SCL 同步：主机同时访问从机，即多个节点同时发送时钟信号，由于总线具有线与特点，表现为SCL同步
  
• SDA 线仲裁：
  节点在发送一位数据后，比较总线上所呈现的数据是否与自己发送的一致，是继续发送，否则退出竞争