I2C總線時(shí)序詳解.doc

.I2C總線時(shí)序詳解I2C總線位傳輸由于連接到I2C 總線的器件有不同種類的工藝（CMOS、NMOS、雙極性），邏輯0（低）和邏輯1（高）的電平不是固定的，它由電源VCC的相關(guān)電平?jīng)Q定，每傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位就產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖。 數(shù)據(jù)的有效性SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定。數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只 有在SCL 線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變 。I2C位傳輸數(shù)據(jù)有效性起始和停止條件SCL 線是高電平時(shí)，SDA 線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示起始條件； SCL 線是高電平時(shí)，SDA 線由低電平向高電平切換，這個(gè)情況表示停止條件。 起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生，總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài) 起始和停止條件，在停止條件的某段時(shí)間后總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。 如果產(chǎn)生重復(fù)起始條件而不產(chǎn)生停止條件，總線會(huì)一直處于忙的狀態(tài)，此時(shí)的起始條件（S）和重復(fù)起始條件（Sr） 在功能上是一樣的。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸字節(jié)格式發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB），如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘線SCL 保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。 應(yīng)答響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線（高）。 在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。 通常被尋址的接收器在接收到的每個(gè)字節(jié)后，除了用CBUS 地址開(kāi)頭的數(shù) 。 I2C總線數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)答據(jù)，必須產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)不能響應(yīng)從機(jī)地址時(shí)（例如它正在執(zhí)行一些實(shí)時(shí)函數(shù)不能接收或發(fā)送），從機(jī)必須使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)然后產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開(kāi)始新的傳輸。 如果從機(jī)接收器響應(yīng)了從機(jī)地址，但是在傳輸了一段時(shí)間后不能接收更多數(shù)據(jù)字節(jié)，主機(jī)必須再一次終止傳輸。這個(gè)情況用從機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后沒(méi)有產(chǎn)生響應(yīng)來(lái)表示。從機(jī)使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。 如果傳輸中有主機(jī)接收器，它必須通過(guò)在從機(jī)不產(chǎn)生時(shí)鐘的最后一個(gè)字節(jié)不產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，向從機(jī)發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。從機(jī)發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。尋址方式7位尋址第一個(gè)字節(jié)的頭7 位組成了從機(jī)地址，最低位（LSB）是第8 位，它決定了傳輸?shù)?普通的和帶重復(fù)開(kāi)始條件的7位地址格式方向。第一個(gè)字節(jié)的最低位是“0”，表示主機(jī)會(huì)寫信息到被選中的從機(jī)；“1”表示主機(jī)會(huì)向從機(jī)讀信息，當(dāng)發(fā)送了一個(gè)地址后，系統(tǒng)中的每個(gè)器件都在起始條件后將頭7 位與它自己的地址比較，如果一樣，器件會(huì)判定它被主機(jī)尋址，至于是從機(jī)接收器還是從機(jī)發(fā)送器，都由R/W 位決定。 10位尋址10位尋址和7 位尋址兼容，而且可以結(jié)合使用。 10位尋址采用了保留的1111XXX 作為起始條件（S），或重復(fù)起始條件（Sr ）的后第一個(gè)字節(jié)的頭7 位。 10 位尋址不會(huì)影響已有的7 位尋址，有7 位和10 位地址的器件可以連接 I2C總線10位地址格式到相同的I2C 總線。它們都能用于標(biāo)準(zhǔn)模式（F/S）和高速模式（Hs）系統(tǒng)。 保留地址位1111XXX 有8 個(gè)組合，但是只有4 個(gè)組合11110XX 用于10 位尋址，剩下的4個(gè)組合11111XX 保留給后續(xù)增強(qiáng)的I2C 總線。 10 位從機(jī)地址是由在起始條件（S） 或重復(fù)起始條件（Sr ）后的頭兩個(gè)字節(jié)組成。 第一個(gè)字節(jié)的頭7 位是11110XX 的組合，其中最后兩位（XX） 是10 位地址的兩個(gè)最高位（MSB）。 第一個(gè)字節(jié)的第8 位是R/W 位，決定了傳輸?shù)姆较?，第一個(gè)字節(jié)的最低位是“0”表示主機(jī)將寫信息到選中的從機(jī)，“1 ”表示主機(jī)將向從機(jī)讀信息。 如果R/W 位是“0 ”，則第二個(gè)字節(jié)是10 位從機(jī)地址剩下的8 位；如果R/W 位是“1” 則下一個(gè)字節(jié)是從機(jī)發(fā)送給主機(jī)的數(shù)據(jù)。 編輯本段快速和高速模式快速模式快速模式器件可以在400kbit/s 下接收和發(fā)送。最小要求是：它們可以和400kbit/s 傳輸同步，可以延長(zhǎng)SCL 信號(hào)的低電平周期來(lái)減慢傳輸。快速模式器件都向下兼容，可以和標(biāo)準(zhǔn)模式器件在0100kbit/s 的I2C 總線系統(tǒng)通訊。但是，由于標(biāo)準(zhǔn)模式器件不向上兼容，所以不能在快速模式I2C 總線系統(tǒng)中工作。快速模式I2C 總線規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)模式相比有以下額外的特征： 1、最大位速率增加到400kbit/s； 2、調(diào)整了串行數(shù)據(jù)（SDA） 和串行時(shí)鐘（SCL ）信號(hào)的時(shí)序； 3、快速模式器件的輸入有抑制毛刺的功能，SDA 和SCL輸入有施密特觸發(fā)器； 4、快速模式器件的輸出緩沖器對(duì)SDA 和SCL 信號(hào)的下降沿有斜率控制功能； 5、如果快速模式器件的電源電壓被關(guān)斷，SDA 和SCL 的I/O 管腳必須懸空，不能阻塞總線； 6、連接到總線的外部上拉器件必須調(diào)整以適應(yīng)快速模式I2C 總線更短的最大允許上升時(shí)間。對(duì)于負(fù)載最大是200pF 的總線，每條總線的上拉器件可以是一個(gè)電阻，對(duì)于負(fù)載在200pF400pF 之間的總線，上拉器件可以是一個(gè)電流源（最大值3mA ）或者是一個(gè)開(kāi)關(guān)電阻電路。 高速模式高速模式（Hs 模式）器件對(duì)I2C 總線的傳輸速度有具大的突破。Hs 模式器件可以在高達(dá)3.4Mbit/s 的位速率下傳輸信息，而且保持完全向下兼容快速模式或標(biāo)準(zhǔn)模式（F/S 模式）器件，它們可以在一個(gè)速度混合的總線系統(tǒng)中雙向通訊。 Hs 模式傳輸除了不執(zhí)行仲裁和時(shí)鐘同步外，與F/S 模式系統(tǒng)有相同的串行總線協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。 高速模式下I2C 總線規(guī)范如下： 1、Hs 模式主機(jī)器件有一個(gè)SDAH 信號(hào)的開(kāi)漏輸出緩沖器和一個(gè)在SCLH 輸出的開(kāi)漏極下拉和電流源上拉電路。這個(gè)電流源電路縮短了SCLH 信號(hào)的上升時(shí)間，任何時(shí)侯在Hs 模式，只有一個(gè)主機(jī)的電流源有效； 2、在多主機(jī)系統(tǒng)的Hs 模式中，不執(zhí)行仲裁和時(shí)鐘同步，以加速位處理能力。仲裁過(guò)程一般在前面用F/S 模式傳輸主機(jī)碼后結(jié)束； 3、Hs 模式主機(jī)器件以高電平和低電平是1:2 的比率產(chǎn)生一個(gè)串行時(shí)鐘信號(hào)。解除了建立和保持時(shí)間的時(shí)序要求； 4、可以選擇Hs 模式器件有內(nèi)建的電橋。在Hs 模式傳輸中，Hs 模式器件的高速數(shù)據(jù)（SDAH）和高速串行時(shí)鐘（SCLH ）線通過(guò)這個(gè)電橋與F/S 模式器件的SDA 和SCL 線分隔開(kāi)來(lái)。減輕了SDAH 和SCLH 線的電容負(fù)載，使上升和下降時(shí)間更快； 5、Hs 模式從機(jī)器件與F/S 從機(jī)器件的唯一差別是它們工作的速度。Hs 模式從機(jī)在SCLH 和SDAH輸出有開(kāi)漏輸出的緩沖器。SCLH 管腳可選的下拉晶體管可以用于拉長(zhǎng)SCLH 信號(hào)的低電平，但只允許在Hs 模式傳輸?shù)捻憫?yīng)位后進(jìn)行； 6、Hs 模式器件的輸出可以抑制毛刺，而且SDAH 和SCLH 輸出有一個(gè)施密特觸發(fā)器； 7、Hs 模式器件的輸出緩沖器對(duì)SDAH 和SCLH 信號(hào)的下降沿有斜率控制功能。11/* 函數(shù)名 ：讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)* 入口參數(shù): 無(wú)* 注意 ：* 說(shuō)明 ：*/uchar I2cReadByte( void ) uchar rbyte = 0;uchar i = 0; for(i = 0; i 8; i+ ) rbyte = rbyte 1; /非常注意.此語(yǔ)句不放在循環(huán)體內(nèi)最后. SDA = 1; /SDA為輸入 SCL = 1; NOP_5; if( SDA = 1 ) rbyte = rbyte | 0x01; SCL = 0; return rbyte;2從地址讀數(shù)據(jù)第249行為什么還要加一個(gè)I2Cstart()?3為什么循環(huán)變量定義為uchar類型？4寫字節(jié)子程序void I2c_Write_n( uchar DeviceAddress, uch