什么是i2c總線? 下載請點擊： i2c總線協(xié)議中文版?

I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設備開發(fā)，如今主要在服務器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風扇。可隨時監(jiān)控內存、硬盤、網(wǎng)絡、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。
??1??I2C總線特點
??I2C總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。總線的長度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件。I2C總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能夠進行發(fā)送和接收的設備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當然，在任何時間點上只能有一個主控。
??2??I2C總線工作原理
??2.1 總線的構成及信號類型
??I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，但就像電話機一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過程中，I2C總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。CPU發(fā)出的控制信號分為地址碼和控制量兩部分，地址碼用來選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調整的類別（如對比度、亮度等）及需要調整的量。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨立，互不相關。
??I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。
??開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。
??結束信號：SCL為低電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數(shù)據(jù)。
??應答信號：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應答信號，CPU接收到應答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。
??目前有很多半導體集成電路上都集成了I2C接口。帶有I2C接口的單片機有：CYGNAL的 C8051F0XX系列，PHILIPSP87LPC7XX系列，MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外圍器件如存儲器、監(jiān)控芯片等也提供I2C接口。
3??總線基本操作
??I2C規(guī)程運用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 總線必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時鐘（SCL）控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。SDA線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。
3.1 控制字節(jié)
??在起始條件之后，必須是器件的控制字節(jié)，其中高四位為器件類型識別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫位，當為1時為讀操作，為0時為寫操作。
3.2 寫操作
??寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同。
3.3 讀操作
??讀操作有三種基本操作：當前地址讀、隨機讀和順序讀。圖4給出的是順序讀的時序圖。應當注意的是：最后一個讀操作的第9個時鐘周期不是“不關心”。為了結束讀操作，主機必須在第9個周期間發(fā)出停止條件或者在第9個時鐘周期內保持SDA為高電平、然后發(fā)出停止條件。


在I2C總線的應用中應注意的事項總結為以下幾點 :
??1） 嚴格按照時序圖的要求進行操作，
??2） 若與口線上帶內部上拉電阻的單片機接口連接，可以不外加上拉電阻。
??3） 程序中為配合相應的傳輸速率，在對口線操作的指令后可用NOP指令加一定的延時。
??4） 為了減少意外的干擾信號將EEPROM內的數(shù)據(jù)改寫可用外部寫保護引腳（如果有），或者在EEPROM內部沒有用的空間寫入標志字，每次上電時或復位時做一次檢測，判斷EEPROM是否被意外改寫。


添加：I2C 總線

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，有為數(shù)眾多的IC 需要進行相互之間以及與外界的通信。為了提供
硬件的效率和簡化電路的設計，PHILIPS 開發(fā)了一種用于內部IC 控制的簡單的雙向兩線串
行總線I2C(inter IC 總線)。I2C 總線支持任何一種IC 制造工藝，并且PHILIPS 和其他廠商
提供了種類非常豐富的I2C 兼容芯片。作為一個專利的控制總線，I2C 已經(jīng)成為世界性的工
業(yè)標準。



每個I2C 器件都有一個唯一的地址，而且可以是單接收的器件（例如：LCD 驅動
器）或者可以接收也可以發(fā)送的器件（例如：存儲器）。發(fā)送器或接收器可以在主模式
或從模式下操作，這取決于芯片是否必須啟動數(shù)據(jù)的傳輸還是僅僅被尋址。I2C 是一個
多主總線，即它可以由多個連接的器件控制。
早期的I2C 總線數(shù)據(jù)傳輸速率最高為100Kbits/s，采用7 位尋址。但是由于數(shù)據(jù)傳
輸速率和應用功能的迅速增加，I2C 總線也增強為快速模式（400Kbits/s）和10 位尋址
以滿足更高速度和更大尋址空間的需求。
I2C 總線始終和先進技術保持同步，但仍然保持其向下兼容性。并且最近還增加了
高速模式，其速度可達3.4Mbits/s。它使得I2C 總線能夠支持現(xiàn)有以及將來的高速串行
傳輸應用，例如EEPROM 和Flash 存儲器。

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