第12章MC9S12系列SPI和I2C模塊與其應(yīng)用實(shí)例

第12章MC9S12系列SPI和I2C模塊與其應(yīng)用實(shí)例第一頁(yè)，共63頁(yè)。第12章

MC9S12系列SPI和I2C模塊

及其應(yīng)用實(shí)例

SPI模塊

SPI模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)

SPI模塊寄存器及設(shè)置SPI模塊應(yīng)用實(shí)例

I2C總線接口

I2C模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)

I2C模塊寄存器及設(shè)置

I2C模塊在智能車系統(tǒng)中的應(yīng)用 單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二頁(yè)，共63頁(yè)。12.1SPI模塊

串行外設(shè)接口（SerialPeripheralInterface，SPI）總線系統(tǒng)是一種同步串行外設(shè)接口，可以用于MCU與各種外圍設(shè)備間以串行方式進(jìn)行通信。外圍設(shè)備包括EEPROM、Flash、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、液晶顯示模塊、AD轉(zhuǎn)換器等。SPI總線接口由一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備組成，主設(shè)備啟動(dòng)與從設(shè)備的同步通信，從而完成數(shù)據(jù)傳輸。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三頁(yè)，共63頁(yè)。12.1SPI模塊

SPI總線接口一般需要使用4根線連接，如圖12.1所示。

單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四頁(yè)，共63頁(yè)。12.1SPI模塊

①串行時(shí)鐘（SerialClock，SCK）線是主機(jī)和從機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫盘?hào)。對(duì)于主機(jī)而言，SCK是時(shí)鐘輸出引腳；對(duì)于從機(jī)則SCK是時(shí)鐘輸入引腳。在主機(jī)模式下，SCK時(shí)鐘信號(hào)來源于主機(jī)（如微控制器）內(nèi)部總線時(shí)鐘。如果傳輸數(shù)據(jù)寬度為8位，則每當(dāng)主機(jī)發(fā)起一次傳送時(shí)，則SCK引腳上就會(huì)產(chǎn)生8個(gè)時(shí)鐘周期。在主機(jī)與從機(jī)之間，數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在SCK信號(hào)的跳變沿（如上升沿），等待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，在另一個(gè)SCK跳變沿（如下降沿）采集數(shù)據(jù)。 ②主機(jī)輸入、從機(jī)輸出（MasterIn/SlaveOut，MISO）數(shù)據(jù)線是SPI模塊的兩根串行數(shù)據(jù)線之一。在全雙工模式下，SPI主機(jī)的MISO連接到SPI從機(jī)的MISO，這樣，數(shù)據(jù)由從機(jī)傳送到主機(jī)。在SPI設(shè)備配置為主機(jī)工作模式時(shí)，主機(jī)通過其MISO引腳接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五頁(yè)，共63頁(yè)。12.1SPI模塊 ③主機(jī)輸出、從機(jī)輸入（MasterOut/SlaveIn，MOSI）數(shù)據(jù)線是SPI模塊的另外一根串行數(shù)據(jù)線。在全雙工模式下，SPI主機(jī)的MOSI連接到SPI從機(jī)的MOSI。這樣，主機(jī)通過MOSI發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，從機(jī)通過MOSI接收數(shù)據(jù)。在SPI設(shè)備配置為主機(jī)工作模式時(shí)，主機(jī)通過其MOSI引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。 ④從機(jī)選擇線SS（低電平有效）。SS（SlaveSelect）在主機(jī)和從機(jī)模式中具有不同的功能。在從機(jī)模式下，是一次數(shù)據(jù)傳輸開始前允許SPI工作的片選信號(hào)；在主機(jī)模式下，SS可以置位MODF標(biāo)志位，保證一個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)SPI接口作為主機(jī)。 從圖12.1可以看出，SPI主從機(jī)接口的工作原理，如同一個(gè)移位寄存器，一半在主機(jī)內(nèi)，一半在外設(shè)中。當(dāng)SPI工作時(shí)，通過串行時(shí)鐘線SCK的同步信號(hào)，循環(huán)移位，從而實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換。實(shí)際使用時(shí)，這種數(shù)據(jù)交換可能按照一個(gè)方向移位，具體的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向與工作方式有關(guān)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第六頁(yè)，共63頁(yè)。12.1SPI模塊 SPI的工作模式主要有以下三種。 ①主機(jī)模式。在主機(jī)模式下，串行時(shí)鐘（SCK）由主機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘分頻得到，用來同步主/從機(jī)雙方移位寄存器的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)向主機(jī)MC9S12XS128的SPI數(shù)據(jù)寄存器SPIDR寫入數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)傳送開始。如果此時(shí)主機(jī)SPI移位寄存器為空，則數(shù)據(jù)立即被傳送到移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCK的控制下從主機(jī)MOSI引腳串行輸出，傳送給從機(jī)設(shè)備。從MOSI引腳輸出數(shù)據(jù)，從MISO引腳輸入數(shù)據(jù)。

②從機(jī)模式。在從機(jī)模式下，從機(jī)串行時(shí)鐘（SCK）由主機(jī)產(chǎn)生，從機(jī)SPI的SCK引腳為輸入口。引腳為從機(jī)的片選輸入引腳，低電平有效，在數(shù)據(jù)傳送前需要置為低電平，并保持到數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。從機(jī)通過SCK與主機(jī)同步，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫操作，從MOSI引腳輸入數(shù)據(jù)，從MISO引腳輸出數(shù)據(jù)。

③全雙工模式（即雙向工作模式）。在全雙工模式下，無論是主機(jī)模式還是從機(jī)模式，同時(shí)只用一個(gè)引腳傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸方向由主機(jī)MC9S12XS128的SPICR2寄存器中的BIDIROE位進(jìn)行選擇，詳見后面的寄存器部分介紹。

MC9S12XS128內(nèi)置有1個(gè)SPI接口模塊SPI0，使用端口PORTS4～PORTS7。以下著重介紹SPI模塊的特性、寄存器功能及設(shè)置，并通過應(yīng)用實(shí)例，說明SPI模塊的編程實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第七頁(yè)，共63頁(yè)。12.2SPI模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)

MC9S12XS128內(nèi)置的SPI模塊如圖12.2所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第八頁(yè)，共63頁(yè)。12.2SPI模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn) SPI模塊具有以下基本特征：正常模式：主機(jī)模式和從機(jī)模式；全雙工模式；從機(jī)選擇輸出；具有CPU中斷能力的模式故障錯(cuò)誤標(biāo)志；雙緩沖操作；極性和相位可編程的串行時(shí)鐘。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第九頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 MC9S12XS128的SPI模塊共有5個(gè)寄存器，詳見表12-1。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.1SPI控制寄存器1（SPICR1）

SPI控制寄存器1（SPIControlRegister1，SPICR1）如圖12.3所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻。 SPIE：SPI中斷使能位，該位使能允許SPI狀態(tài)標(biāo)志位SPIF或者M(jìn)ODF產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 0表示禁止SPI中斷請(qǐng)求；

1表示允許SPI中斷請(qǐng)求。 SPE：SPI模塊功能使能位，該位使能允許使用SPI模塊功能并設(shè)置相應(yīng)的端口引腳為SPI模塊功能應(yīng)用。如果清零SPE位，SPI模塊禁用且被強(qiáng)制進(jìn)入空閑狀態(tài)，SPISR寄存器中的狀態(tài)位復(fù)位。 0表示禁用SPI模塊功能（應(yīng)用于低功耗）； 1表示使用SPI模塊功能。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十一頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.1SPI控制寄存器1（SPICR1） SPTIE：SPI發(fā)送中斷使能位，該位使能允許SPI狀態(tài)標(biāo)志位SPTEF產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 0表示禁止SPTEF中斷請(qǐng)求； 1表示允許SPTEF中斷請(qǐng)求。 MSTR：SPI主/從模式選擇位，該位確定SPI模塊工作在主機(jī)模式還是從機(jī)模式。將SPI模塊從主機(jī)模式切換到從機(jī)模式，或者反向切換，都會(huì)使SPI系統(tǒng)進(jìn)入空閑狀態(tài)。 0表示從機(jī)模式； 1表示主機(jī)模式。 CPOL：SPI時(shí)鐘極性選擇位，該位確定時(shí)鐘SCK極性為反向還是非反向。為了保證兩個(gè)SPI模塊之間傳輸數(shù)據(jù)，SPI模塊必須設(shè)置相同的CPOL位值。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示時(shí)鐘SCK高電平有效，低電平空閑； 1表示時(shí)鐘SCK低電平有效，高電平空閑。 CPHA：SPI時(shí)鐘相位選擇位，該位確定SPI時(shí)鐘模式。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示在時(shí)鐘SCK奇數(shù)邊沿（1、3、5、…）采樣數(shù)據(jù)； 1表示在時(shí)鐘SCK偶數(shù)邊沿（2、4、6、…）采樣數(shù)據(jù)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十二頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.1SPI控制寄存器1（SPICR1） SPI的時(shí)鐘模式如圖12.4和圖12.5所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十三頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.1SPI控制寄存器1（SPICR1） SSOE：從機(jī)選擇輸出使能位。當(dāng)SPICR2寄存器中的MODFEN置位時(shí)，主機(jī)模式下，通過設(shè)置SSOE位確定SS引腳輸入/輸出特性，詳見表12-2。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 LSBFE：SPI最低位LSB先發(fā)送使能位，該位不影響數(shù)據(jù)寄存器中最高位MSB和最低位LSB的位置，讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)寄存器，MSB總是在第7位。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示SPI先傳送數(shù)據(jù)最高位MSB； 1表示SPI先傳送數(shù)據(jù)最低位LSB。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十四頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.2SPI控制寄存器2（SPICR2） SPI控制寄存器2（SPIControlRegister2，SPICR2）如圖12.6所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻，寫保留位無效。 XFRW：傳送數(shù)據(jù)寬度位，該位確定SPI傳送數(shù)據(jù)寬度。如果選擇8位數(shù)據(jù)傳送寬度，則使用SPIDRL作為數(shù)據(jù)寄存器而不使用SPIDRH。如果選擇16位數(shù)據(jù)傳送寬度，則使用SPIDRH和SPIDRL組成16位數(shù)據(jù)寄存器。請(qǐng)參考12.3.4節(jié)關(guān)于發(fā)送/接收數(shù)據(jù)掛起和中斷標(biāo)志位清除機(jī)制的信息。主機(jī)模式下，該位變化將中止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示傳送8位數(shù)據(jù)寬度； 1表示傳送16位數(shù)據(jù)寬度。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十五頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.2SPI控制寄存器2（SPICR2） MODFEN：模式錯(cuò)誤使能位，該位使能允許檢測(cè)SPISR寄存器中的模式錯(cuò)誤標(biāo)志位MODF。如果SPI為主機(jī)模式且MODFEN位為“0”時(shí)，則SS引腳不能應(yīng)用于SPI模塊功能，僅作為通用I/O口使用；如果SPI為從機(jī)模式，無論MODFEN為何值，SS引腳都作為SPI模塊輸入功能使用。MODFEN位設(shè)置對(duì)SS引腳的功能影響參見表12-2。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示SS引腳不使用SPI模塊功能； 1表示SS引腳使用SPI模塊功能，具有MODF位特性。 BIDIROE：雙向工作模式下輸出使能位。當(dāng)SPC0=1，SPI模塊處于雙向工作模式時(shí)，該位確定SPI模塊MOSI和MISO的輸出緩沖。主機(jī)模式下，該位確定MOSI端口的輸出緩沖；從機(jī)模式下，該位確定MISO端口的輸出緩沖。主機(jī)模式下，當(dāng)SPC0置位時(shí)，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 0表示禁止輸出緩沖功能； 1表示允許輸出緩沖功能。 SPISWAI：等待模式下SPI模塊時(shí)鐘停止位，該位用于等待模式下的低功耗應(yīng)用。 0表示等待模式下SPI模塊時(shí)鐘正常工作； 1表示等待模式下SPI模塊時(shí)鐘停止工作。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十六頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.2SPI控制寄存器2（SPICR2） SPC0：串行引腳控制位0，該位確定雙向引腳的功能配置，詳見表12-3。主機(jī)模式下，該位變化將終止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十七頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.3SPI波特率寄存器（SPIBR）

SPI波特率寄存器（SPIBaudRateRegister，SPIBR）如圖12.7所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻，對(duì)保留位寫操作無效。 SPPR2～SPPR0：SPI波特率預(yù)分頻位。主機(jī)模式下，這些位的變化將中止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。 SPR2～SPR0：SPI波特率選擇位。主機(jī)模式下，這些位的變化將中止正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳送，且SPI系統(tǒng)被強(qiáng)制進(jìn)入空閑模式。

這些位的配置可以選擇不同的SPI波特率，波特率選擇配置詳見表12-4。波特率計(jì)算公式為

波特率分頻系數(shù)=(SPPR+1)×2(SPR+1)

波特率=總線時(shí)鐘/波特率分頻系數(shù)單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十八頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.3SPI波特率寄存器（SPIBR）單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第十九頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.3SPI波特率寄存器（SPIBR）單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.4SPI狀態(tài)寄存器（SPISR） SPI狀態(tài)寄存器（SPIStatusRegister，SPISR）如圖12.8所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：無效。 SPIF：SPIF中斷標(biāo)志位。接收到的數(shù)據(jù)被傳送至SPI數(shù)據(jù)寄存器SPIDR后，該位置位。關(guān)于清除SPIF位的詳細(xì)說明，參見表12-5。 0表示數(shù)據(jù)傳送沒有完成； 1表示數(shù)據(jù)已傳送到SPI數(shù)據(jù)寄存器。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十一頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.4SPI狀態(tài)寄存器（SPISR）

注1：這種情況下，SPIDRH寄存器中的數(shù)據(jù)丟失。

注2：SPIDRH可以被重復(fù)讀取數(shù)據(jù)，對(duì)SPIF位沒有任何影響。只有在SPIF=1時(shí)，讀取SPISR寄存器，之后再讀取SPIDRL寄存器，則SPIF位才能清除。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十二頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.4SPI狀態(tài)寄存器（SPISR） SPTEF：SPI發(fā)送空中斷標(biāo)志位。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器為空SPIDR時(shí)，該位置位。關(guān)于清除該標(biāo)志位以及發(fā)送SPIDR寄存器中的數(shù)據(jù)的詳細(xì)說明，參見表12-6。 0表示SPI數(shù)據(jù)寄存器SPIDR非空； 1表示SPI數(shù)據(jù)寄存器SPIDR已空。

注1：SPTEF=0時(shí)，任何對(duì)SPIDRH或SPIDRL寄存器寫操作會(huì)被忽略。

注2：這種情況下，SPIDRH中的數(shù)據(jù)無效。

注3：SPIDRH可以被重復(fù)寫入數(shù)據(jù)，對(duì)SPIF位沒有任何影響。只有在SPTEF=1時(shí)，讀取SPISR寄存器，之后再寫SPIDRL寄存器，則SPTEF位才能清除。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十三頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.4SPI狀態(tài)寄存器（SPISR） MODF：模式錯(cuò)誤標(biāo)志位。當(dāng)SPI配置為主機(jī)時(shí)，且SPICR2寄存器中的MODFEN=1時(shí)，如果主機(jī)檢測(cè)到SS引腳輸入變低，該位置位。當(dāng)MODF置位后，通過讀取SPI狀態(tài)寄存器SPISR，然后寫數(shù)據(jù)到SPI控制寄存器SPICR1清除該位。 0表示模式錯(cuò)誤未發(fā)生； 1表示模式錯(cuò)誤已發(fā)生。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十四頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.5SPI數(shù)據(jù)寄存器（SPIDR：SPIDRH，SPIDRL） SPI數(shù)據(jù)寄存器（SPIDataRegister，SPIDR）如圖12.9和12.10所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十五頁(yè)，共63頁(yè)。12.3SPI模塊寄存器及設(shè)置 12.3.5SPI數(shù)據(jù)寄存器（SPIDR：SPIDRH，SPIDRL）

讀：任何時(shí)刻，只在SPIF置位后讀取數(shù)據(jù)有效；寫：任何時(shí)刻。 SPI數(shù)據(jù)寄存器SPIDR是SPI數(shù)據(jù)傳送的輸入/輸出寄存器。寫入數(shù)據(jù)到SPIDR寄存器，則允許該數(shù)據(jù)進(jìn)入發(fā)送隊(duì)列并發(fā)送。對(duì)于SPI主機(jī)，當(dāng)移位寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，隊(duì)列數(shù)據(jù)就會(huì)被立即發(fā)送。SPI狀態(tài)寄存器SPISR中的發(fā)送空標(biāo)志位SPTEF表明SPI數(shù)據(jù)寄存器是否準(zhǔn)備好接收新數(shù)據(jù)。

當(dāng)SPIF置位時(shí)，SPIDR寄存器中的接收數(shù)據(jù)有效。

如果SPIF位被清零且已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)，則接收到的數(shù)據(jù)會(huì)從移位寄存器傳送到SPIDR寄存器，然后置位SPIF。

如果SPIF=1，但沒有對(duì)接收到的SPIDR寄存器中的第一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)操作，這時(shí)又接收到了第二個(gè)數(shù)據(jù)，第二個(gè)數(shù)據(jù)在移位寄存器中將一直保持有效直到接收到第三個(gè)數(shù)據(jù)，而SPIDR寄存器中的第一個(gè)數(shù)據(jù)保持不變。

如果SPIF=1，且有效數(shù)據(jù)在移位寄存器中，SPIF位在第三個(gè)數(shù)據(jù)開始接收前被清零了，則移位寄存器中的第二個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)傳送到SPIDR寄存器，而SPIF位重新為1。

如果SPIF=1，且有效數(shù)據(jù)在移位寄存器中，SPIF在第三個(gè)數(shù)據(jù)開始接收后才被清零，則移位寄存器中的第二個(gè)數(shù)據(jù)將變?yōu)闊o效，也不會(huì)被傳送到SPIDR寄存器，這時(shí)第三個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)接收到移位寄存器中。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十六頁(yè)，共63頁(yè)。12.4SPI模塊應(yīng)用實(shí)例

本實(shí)例使用SPI發(fā)送數(shù)據(jù)，實(shí)例電路原理圖如圖12.11所示，圖中74LS164是8位串行輸入/并行輸出移位寄存器，通過該芯片將MC9S12XS128中SPI模塊的MOSI輸出的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，輸出的并行數(shù)據(jù)連接到4位8段數(shù)碼管的段引腳，4位共陽(yáng)極數(shù)碼管的公共端由PORTA0～PORTA3控制。編程實(shí)現(xiàn)4位數(shù)碼管從左到右分別顯示數(shù)字3210。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十七頁(yè)，共63頁(yè)。12.4SPI模塊應(yīng)用實(shí)例程序清單：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十八頁(yè)，共63頁(yè)。12.4SPI模塊應(yīng)用實(shí)例程序清單：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第二十九頁(yè)，共63頁(yè)。12.4SPI模塊應(yīng)用實(shí)例程序清單：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十頁(yè)，共63頁(yè)。12.4SPI模塊應(yīng)用實(shí)例程序清單：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十一頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.1I2C總線概述

NXP半導(dǎo)體（原Philips半導(dǎo)體）公司于20世紀(jì)80年代初推出了一種簡(jiǎn)單的雙向二線制串行通信總線，這種總線被稱為Inter-IC（I2C或IIC或I2C）總線。目前I2C總線已經(jīng)成為業(yè)界嵌入式應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，同SPI總線一樣，被廣泛地應(yīng)用在基于微控制器與各種外圍設(shè)備之間的串行通信，可以作為控制、診斷與電源管理等方面的數(shù)據(jù)通信總線，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)類電子、電信產(chǎn)品等。多個(gè)符合I2C總線標(biāo)準(zhǔn)的器件都可以通過同一條I2C總線進(jìn)行通信，而不需要額外的地址譯碼器。I2C是一種兩線制串行總線，因此操作非常簡(jiǎn)單。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十二頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.1I2C總線概述

I2C總線有很多特點(diǎn)，如下所述：總線僅由2根信號(hào)線組成，分別是數(shù)據(jù)線（SDA）和時(shí)鐘線（SCL）?？偩€協(xié)議簡(jiǎn)單。協(xié)議容易實(shí)現(xiàn)，即使微控制器內(nèi)部沒有集成I2C總線接口，也能夠方便地利用開漏或集電極開路的I/O或準(zhǔn)雙向I/O端口模擬實(shí)現(xiàn)。支持的器件多，NXP半導(dǎo)體最早提出I2C總線協(xié)議，目前恩智浦半導(dǎo)體（NXP）、飛思卡爾半導(dǎo)體（Freescale）、德州儀器（TI）、美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體（NationalSemiconductor）、意法半導(dǎo)體（ST）、美信半導(dǎo)體（Maxim）等公司都有大量帶有I2C總線接口的產(chǎn)品，這為用戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)選擇合適的I2C器件提供了廣闊的空間?？偩€上可同時(shí)掛接多個(gè)器件，同一條I2C總線上可以掛接很多個(gè)器件，一般可達(dá)數(shù)十個(gè)以上，甚至更多。器件之間是靠不同的編址來區(qū)分的，而不需要附加的I/O線或地址譯碼部件。總線可裁減性好，在原有總線連接的基礎(chǔ)上可以隨時(shí)新增或者刪除器件，用軟件可以很容易實(shí)現(xiàn)I2C總線的自檢功能，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)總線上器件的變動(dòng)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十三頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.1I2C總線概述

總線電氣兼容性好，I2C總線規(guī)定器件之間以開漏I/O互連，這樣只要選取適當(dāng)?shù)纳侠娮杈湍茌p易實(shí)現(xiàn)3V/5V邏輯電平的兼容，而不需要額外的電平轉(zhuǎn)換。支持多種通信方式，一主多從是最常見的通信方式，此外還支持雙主機(jī)通信、多主機(jī)通信以及廣播通信模式等。通信速率高，I2C總線標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為100kb/s，在快速模式下為400kb/s。按照以后修訂的版本，位傳輸速率可高達(dá)3.4Mb/s。兼顧低速通信，I2C總線的通信速率也可以低至幾kb/s以下，用于支持低速器件（比如通過軟件模擬的實(shí)現(xiàn)方法）或者用來延長(zhǎng)通信距離。通信距離較遠(yuǎn)，一般情況下，I2C總線通信距離可達(dá)幾米到十幾米，通過降低傳輸速率等辦法，通信距離可延長(zhǎng)到數(shù)十米乃至數(shù)百米。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十四頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理 I2C總線只需要兩根信號(hào)線，一根是串行數(shù)據(jù)線SDA，另一根是串行時(shí)鐘線SCL。在系統(tǒng)中，I2C總線的典型結(jié)構(gòu)如圖12.12所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十五頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理

在介紹I2C總線工作原理之前，首先必須明確幾個(gè)基本概念：發(fā)送器（Transmitter）：發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的器件；接收器（Receiver）：從總線接收數(shù)據(jù)的器件；主機(jī)（Master）：初始化發(fā)送、產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和終止信號(hào)發(fā)送的器件；從機(jī)（Slave）：被主機(jī)尋址的器件。

I2C總線是雙向傳輸?shù)目偩€，因此主機(jī)和從機(jī)都可能成為發(fā)送器和接收器。如果主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，則主機(jī)是發(fā)送器，從機(jī)是接收器；如果主機(jī)讀取從機(jī)數(shù)據(jù)，則主機(jī)是接收器，從機(jī)是發(fā)送器。不論主機(jī)是發(fā)送器還是接收器，時(shí)鐘信號(hào)SCL都要由主機(jī)產(chǎn)生。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十六頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理

以下簡(jiǎn)要介紹I2C總線的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

1．I2C總線上數(shù)據(jù)的有效性

I2C總線中數(shù)據(jù)線SDA的電平狀態(tài)必須在時(shí)鐘線SCL處于高電平期間保持穩(wěn)定不變；SDA的電平狀態(tài)只有在SCL處于低電平期間才允許改變，但是在I2C總線的起始條件和停止條件例外。I2C總線上數(shù)據(jù)有效性如圖12.13所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十七頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理 2．I2C總線起始條件和停止條件 起始條件（起始信號(hào)）：當(dāng)SCL處于高電平期間時(shí)，SDA從高電平向低電平跳變時(shí)產(chǎn)生起始條件。 總線在起始條件產(chǎn)生后便處于忙的狀態(tài)。起始條件常常簡(jiǎn)記為S。 停止條件（停止信號(hào)）：當(dāng)SCL處于高電平期間時(shí)，SDA從低電平向高電平跳變時(shí)產(chǎn)生停止條件。 總線在停止條件產(chǎn)生后處于空閑狀態(tài)。停止條件簡(jiǎn)記為P，如圖12.14所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十八頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理 3．I2C總線的應(yīng)答信號(hào) 在I2C總線傳輸數(shù)據(jù)過程中，每傳輸1字節(jié)數(shù)據(jù)，都要有一個(gè)應(yīng)答狀態(tài)位。接收器數(shù)據(jù)接收情況通過產(chǎn)生應(yīng)答位來告知發(fā)送器。應(yīng)答位的時(shí)鐘脈沖仍由主機(jī)產(chǎn)生，而應(yīng)答位的數(shù)據(jù)接收狀態(tài)則遵循“誰(shuí)接收誰(shuí)產(chǎn)生”的原則，即總是由接收器來產(chǎn)生應(yīng)答位，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)答位由從機(jī)產(chǎn)生；主機(jī)接收從機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)答位由主機(jī)產(chǎn)生。I2C總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：應(yīng)答位為0表示接收器應(yīng)答（ACK），常常簡(jiǎn)記為A；為1則表示非應(yīng)答（NACK），常常簡(jiǎn)記為A。發(fā)送器發(fā)送完數(shù)據(jù)之后，應(yīng)當(dāng)釋放SDA線（需要拉高SDA，輸出端口截止），以等待接收器產(chǎn)生應(yīng)答位。如果接收器在接收完最后一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，或者不能再接收更多的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生非應(yīng)答來通知發(fā)送器。發(fā)送器如果發(fā)現(xiàn)接收器產(chǎn)生了非應(yīng)答狀態(tài)，則應(yīng)當(dāng)終止發(fā)送。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第三十九頁(yè)，共63頁(yè)。12.5I2C總線接口12.5.2I2C總線工作原理 4．I2C總線的數(shù)據(jù)傳送

I2C總線總是以字節(jié)（Byte）為單位收發(fā)數(shù)據(jù)的，每次傳送的數(shù)據(jù)是8位。每次傳輸從起始信號(hào)開始，之后傳送的字節(jié)數(shù)量沒有嚴(yán)格限制。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB，第7位），最后傳輸?shù)氖亲畹臀唬↙SB，第0位）。另外，每個(gè)字節(jié)之后還要跟一個(gè)應(yīng)答位，應(yīng)答位總是由接收器產(chǎn)生。所有數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，主控制器發(fā)出終止信號(hào)。

5．從機(jī)地址

I2C總線不需要額外的地址譯碼器和片選信號(hào)。多個(gè)具有I2C總線接口的器件都可以連接到同一條I2C總線上，它們之間通過器件地址來區(qū)分。主機(jī)是主控器件，不需要器件地址，其他器件都屬于從機(jī)，需要配置有器件地址。必須保證同一條I2C總線上所有從機(jī)的地址都是唯一確定的，不能有重復(fù)，否則I2C總線將不能正常工作。一般從機(jī)地址由7位地址位和一位讀/寫位標(biāo)志R/組成，7位地址占據(jù)高7位，讀/寫位在最后。讀/寫位是0，表示主機(jī)將要向從機(jī)寫入數(shù)據(jù)；讀/寫位是1，則表示主機(jī)將要讀取從機(jī)數(shù)據(jù)。

I2C總線主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的基本格式如圖12.15所示，I2C總線主機(jī)讀取從機(jī)數(shù)據(jù)的基本格式如圖12.16所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十頁(yè)，共63頁(yè)。12.6I2C模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn) MC9S12DG128就內(nèi)置了I2C模塊，使用PortJ6和PortJ7兩個(gè)引腳作為SDA和SCL。本章以下內(nèi)容都是針對(duì)MC9S12DG128介紹I2C模塊的特性、寄存器功能及設(shè)置，并通過應(yīng)用實(shí)例和I2C模塊在自主尋跡智能車上的應(yīng)用，讓讀者掌握I2C模塊的應(yīng)用及編程方法。 MC9S12DG128內(nèi)置的I2C模塊如圖12.17所示。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十一頁(yè)，共63頁(yè)。12.6I2C模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn)I2C模塊具有以下基本特征：符合I2C總線標(biāo)準(zhǔn)；支持多主機(jī)操作；軟件可編程設(shè)置256種串行時(shí)鐘頻率；軟件可編程選擇應(yīng)答位；字節(jié)數(shù)據(jù)中斷傳輸；仲裁丟失中斷，自動(dòng)將主機(jī)模式切換到從機(jī)模式；尋址識(shí)別中斷；起始信號(hào)和停止信號(hào)的產(chǎn)生/檢測(cè)功能；重復(fù)產(chǎn)生起始信號(hào)；應(yīng)答位的產(chǎn)生/檢測(cè)功能；總線忙檢測(cè)。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十二頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 MC9S12DG128的I2C模塊共有5個(gè)寄存器，詳見表12-7。以下詳細(xì)介紹各寄存器的功能及每一位的作用。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十三頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.1I2C總線地址寄存器（IBAD） I2C總線地址寄存器（I2CBusAddressRegister，IBAD）如圖12.18所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻。 該寄存器針對(duì)被尋址從機(jī)，由I2C總線產(chǎn)生響應(yīng)地址，但這個(gè)地址不是由主機(jī)通過總線進(jìn)行傳送的。

ADR7～ADR1：從機(jī)地址，包括I2C模塊使用的特殊從機(jī)地址，I2C總線的默認(rèn)模式是總線上的地址匹配從機(jī)地址。

Bit0：保留位，為了將來產(chǎn)品的兼容性而設(shè)置，讀取該位總為0。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十四頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.2I2C總線分頻寄存器（IBFD） I2C總線分頻寄存器（I2CBusFrequencyDividerRegister，IBFD）如圖12.19所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻。

IBC7~IBC0：I2C總線時(shí)鐘分頻系數(shù)，該寄存器用于確定I2C總線的時(shí)鐘頻率，其中IBC7～I(xiàn)BC6定義預(yù)分頻增益系數(shù)；IBC5～I(xiàn)BC3定義預(yù)分頻因子；IBC2～I(xiàn)BC0選擇保持時(shí)間長(zhǎng)度。寄存器中各位的含義詳見表12-8和表12-9。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.2I2C總線分頻寄存器（IBFD）單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十六頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.2I2C總線分頻寄存器（IBFD）單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十七頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.2I2C總線分頻寄存器（IBFD） I2C總線部分分頻對(duì)照表12-10所示，如需要查閱其他數(shù)值，可以參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)S12IICV2.pdf。。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十八頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.3I2C總線控制寄存器（IBCR） I2C總線控制寄存器（I2CBusControlRegister，IBCR）如圖12.20所示。

讀：任何時(shí)刻；寫：任何時(shí)刻。

IBEN：I2C模塊使能位，該位控制I2C模塊的軟件復(fù)位。 0表示I2C模塊禁止且軟件復(fù)位，這時(shí)處于上電復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)該位為0時(shí)，I2C模塊功能禁止且處于軟件復(fù)位功能，但是其他寄存器仍然可以訪問； 1表示I2C模塊使能，該位必須在IBCR寄存器的其他位起作用前置位。如果I2C模塊在一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸過程中使能，則從機(jī)模式會(huì)忽略當(dāng)前總線上的傳輸數(shù)據(jù)，一旦檢測(cè)到后面的起始信號(hào)就開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；而主機(jī)模式不檢測(cè)總線忙狀態(tài)，因此如果一個(gè)起始信號(hào)產(chǎn)生，當(dāng)前總線周期可能會(huì)破壞，最終將導(dǎo)致當(dāng)前總線的主機(jī)或者I2C模塊丟失仲裁，隨后總線操作將返回正常模式。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第四十九頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.3I2C總線控制寄存器（IBCR） IBIE：I2C總線中斷使能位。 0表示I2C總線中斷禁止，此時(shí)I2C模塊不處理已產(chǎn)生的中斷； 1表示I2C總線中斷使能，I2C總線中斷發(fā)生時(shí)，則IBSR狀態(tài)寄存器中的IBIF位置位。

MS/SL：主機(jī)/從機(jī)模式選擇位。微控制器復(fù)位后，該位清零。當(dāng)該位從0變?yōu)?時(shí)，總線上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)起始信號(hào)，為主機(jī)工作模式。當(dāng)該位從1變?yōu)?時(shí)，總線上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)，工作模式變?yōu)閺臋C(jī)模式。停止信號(hào)只有在IBIF標(biāo)志置位時(shí)才能夠產(chǎn)生。當(dāng)主機(jī)丟失仲裁時(shí)，該位被清零但是不產(chǎn)生停止信號(hào)。 0表示從機(jī)模式； 1表示主機(jī)模式。

Tx/RX：發(fā)送/接收模式選擇位，該位選擇主機(jī)和從機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?。在從機(jī)模式和主機(jī)模式下，該位需要軟件置位，根據(jù)IBSR狀態(tài)寄存器中的SRW位來確定數(shù)據(jù)傳輸方向。在尋址周期，該位總為高電平。 0表示接收模式； 1表示發(fā)送模式。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五十頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.3I2C總線控制寄存器（IBCR） TXAK：發(fā)送應(yīng)答使能位。對(duì)于主機(jī)接收器和從機(jī)接收器，該位確定總線應(yīng)答周期的SDA值。如果I2C模塊使能，無需設(shè)置TXAK，I2C模塊總是響應(yīng)地址匹配器件。注意只有當(dāng)I2C模塊作為接收器時(shí)，操作該位才有效。 0表示接收到1字節(jié)的數(shù)據(jù)后，在總線的第9個(gè)周期產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位且發(fā)送到總線上； 1表示不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。

RSTA：重復(fù)起始信號(hào)位。主機(jī)模式時(shí)，該位置1就會(huì)在總線上產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)起始信號(hào)。讀取該位總是返回0。如果總線被另一個(gè)主機(jī)占用，試圖產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)起始信號(hào)將導(dǎo)致仲裁丟失。 0表示禁止產(chǎn)生重復(fù)起始信號(hào)； 1表示產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)起始信號(hào)。

Bit1：保留位，為了將來產(chǎn)品的兼容性而設(shè)置，讀取該位總為0。

IBSWAI：等待模式下I2C總線模塊的時(shí)鐘停止位。 0表示在等待模式下，I2C總線模塊時(shí)鐘正常工作； 1表示在等待模式下，I2C總線模塊時(shí)鐘停止工作。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五十一頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.4I2C總線狀態(tài)寄存器（IBSR） I2C總線狀態(tài)寄存器（I2CBusStatusRegister，IBSR）如圖12.21所示。

該寄存器除了第1位（IBIF）和第4位（IBAL）外，其余位都是只讀的。

TCF：數(shù)據(jù)傳輸位。當(dāng)數(shù)據(jù)的一個(gè)字節(jié)正在傳輸時(shí)，該位被清除。TCF在字節(jié)傳輸?shù)牡?個(gè)時(shí)鐘的下降沿置位。注意該位只在一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)I2C模塊或者接收到一個(gè)I2C模塊的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)傳輸完成時(shí)有效。 0表示數(shù)據(jù)傳輸正在進(jìn)行； 1表示數(shù)據(jù)傳輸完成。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五十二頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.4I2C總線狀態(tài)寄存器（IBSR）

該寄存器除了第1位（IBIF）和第4位（IBAL）外，其余位都是只讀的。

TCF：數(shù)據(jù)傳輸位。當(dāng)數(shù)據(jù)的一個(gè)字節(jié)正在傳輸時(shí)，該位被清除。TCF在字節(jié)傳輸?shù)牡?個(gè)時(shí)鐘的下降沿置位。注意該位只在一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到一個(gè)I2C模塊或者接收到一個(gè)I2C模塊的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)傳輸完成時(shí)有效。 0表示數(shù)據(jù)傳輸正在進(jìn)行； 1表示數(shù)據(jù)傳輸完成。

IAAS：從機(jī)被尋址位。當(dāng)I2C模塊自身模塊地址（由I2C總線地址寄存器IBAD確定）與主機(jī)發(fā)送地址匹配時(shí)，該位被置位。如果IBIE置位，MCU產(chǎn)生中斷。之后MCU需要檢測(cè)SRW位并設(shè)置相應(yīng)的Tx/RX模式。寫I2C總線控制寄存器IBCR清除該位。 0表示從機(jī)未被尋址； 1表示從機(jī)被尋址。

IBB：總線忙標(biāo)志位。該位表示總線狀態(tài)。 0表示當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)起始信號(hào)時(shí)，IBB置位，如果檢測(cè)到一個(gè)停止信號(hào)，IBB被清除且總線進(jìn)入空閑狀態(tài)； 1表示總線忙。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五十三頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.4I2C總線狀態(tài)寄存器（IBSR） IBAL：仲裁丟失。當(dāng)仲裁丟失時(shí)該位由硬件置位。在下列情況中，仲裁可能丟失： 在地址或數(shù)據(jù)傳輸周期中，如果主機(jī)產(chǎn)生的SDA為高電平，但是檢測(cè)SDA為低電平； 在一個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)答位接收過程中，如果主機(jī)產(chǎn)生的SDA為高電平，但是檢測(cè)SDA為低電平； 當(dāng)總線忙時(shí)試圖產(chǎn)生一個(gè)起始信號(hào)； 在從機(jī)模式下一個(gè)重復(fù)起始信號(hào)被請(qǐng)求； 當(dāng)主機(jī)沒有請(qǐng)求時(shí)，但檢測(cè)到一個(gè)停止信號(hào)。

IBAL位必須通過軟件置1清除，向該位寫0無效。

SRW：從機(jī)讀/寫位。當(dāng)IAAS被置位，該位表示主機(jī)發(fā)送從機(jī)尋址時(shí)的讀/寫控制位SRW值。SRW位僅當(dāng)I2C模塊處于從機(jī)模式時(shí)有效，通過檢測(cè)該位，MCU可以根據(jù)主機(jī)的命令選擇從機(jī)的發(fā)送/接收模式。 1表示從機(jī)接收，主機(jī)寫數(shù)據(jù)到從機(jī)； 0表示從機(jī)發(fā)送，主機(jī)讀入從機(jī)數(shù)據(jù)。

IBIF：I2C總線中斷位。當(dāng)以下一種情況發(fā)生時(shí)，該位置位： 仲裁丟失（IBAL=1）； 字節(jié)傳輸完成（TCF=1）； 從機(jī)被尋址（IAAS=1）。 如果IBIE=1，IBIF置位將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求，該位必須通過軟件置1清除，向該位寫0無效。

RXAK：接收應(yīng)答使能位，為總線應(yīng)答周期的SDA值。如果接收到應(yīng)答位（RXAK）為0，表示在總線8位數(shù)據(jù)傳輸完成后已接收到應(yīng)答信號(hào)。如果RXAK為1，意味著在第9個(gè)時(shí)鐘周期仍然沒有檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)。 0表示已接收到應(yīng)答； 1表示未接收到應(yīng)答。單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)》》》第五十四頁(yè)，共63頁(yè)。12.7I2C模塊寄存器及設(shè)置 12.7.5I2C總線數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器（IBDR） I2C總線數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器（I2CBusDataI/ORegister，IBDR）如圖12.22所示。

在主機(jī)發(fā)送模式，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)被寫入該寄存器，數(shù)據(jù)傳輸開始，先傳送最高位。在主機(jī)接收模式，讀取該寄存器啟動(dòng)下一