I2C数据传输

I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简单,器件封装形式小,通信速率较高等优点。

          在I2C总线传输过程中,将两种特定的情况定义为开始和停止条件:当SCL保持“高”时,SDA由“高”变为“低”为开始条件;当SCL保持“高”且SDA由“低”变为“高”时为停止条件。开始和停止条件均由主控制器产生。使用硬件接口可以很容易地检测到开始和停止条件,没有这种接口的微机必须以每时钟周期至少两次对SDA取样,以检测这种变化。

  SDA线上的数据在时钟“高”期间必须是稳定的,只有当SCL线上的时钟信号为低时,数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须是8位,每次传输的字节不受限制,但每个字节必须要有一个应答ACK。如果一接收器件在完成其他功能(如一内部中断)前不能接收另一数据的完整字节时,它可以保持时钟线SCL为低,以促使发送器进入等待状态;当接收器准备好接受数据的其它字节并释放时钟SCL后,数据传输继续进行。

  数据传送具有应答是必须的。与应答对应的时钟脉冲由主控制器产生,发送器在应答期间必须下拉SDA线。当寻址的被控器件不能应答时,数据保持为高并使主控器产生停止条件而终止传输。在传输的过程中,在用到主控接收器的情况下,主控接收器必须发出一数据结束信号给被控发送器,从而使被控发送器释放数据线,以允许主控器产生停止条件。合法的数据传输格式如下:

  I2C总线在开始条件后的首字节决定哪个被控器将被主控器选择,例外的是“通用访问”地址,它可以在所有期间寻址。当主控器输出一地址时,系统中的每一器件都将开始条件后的前7位地址和自己的地址进行比较。如果相同,该器件即认为自己被主控器寻址,而作为被控接收器或被控发送器则取决于R/W位。第一个字节的头7 位组成了从机地址,最低位(LSB)是第8 位,它决定了传输的方向。第一个字节的最低位是“0”,表示主机会写信息到被选中的从机;“1”表示主机会向从机读信息。

I2C总线是各种总线中使用信号线最少,并具有自动寻址、多主机时钟同步和仲裁等功能的总线。


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