通信網(wǎng)絡(luò)接口

第八章通信網(wǎng)絡(luò)接口8.0概述基于網(wǎng)絡(luò)的分布式嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用處理的任務(wù)是分布式的，需要把計(jì)算源置于靠近事件的發(fā)生地，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作希望減少交互的數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)就地做初始化處理。模塊化的設(shè)計(jì)需求，并且分布式系統(tǒng)比較容易調(diào)試。嵌入式系統(tǒng)需要較高的容錯(cuò)性能，采用分布嵌入式結(jié)構(gòu)可以提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性。隨著Internet應(yīng)用的日益廣泛，信息共享的程度不斷提高，對(duì)以嵌入式系統(tǒng)為核心的設(shè)備需要遠(yuǎn)程診斷和升級(jí)。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要選取所需的協(xié)議來(lái)構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。可用于構(gòu)造嵌入式網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議有多種，常見的有：RS-485，I2C總線，CAN總線，以太網(wǎng)協(xié)議等2分布式嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本組成要素：處理單元(元素:PE)和通信網(wǎng)絡(luò)。處理單元可以是一個(gè)完整的控制器(內(nèi)部有CPU、存儲(chǔ)器及相關(guān)I/O等)，也可以是支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不可編程單元(如具有網(wǎng)絡(luò)接口的傳感器和其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)控制器1控制器2傳感器1執(zhí)行機(jī)構(gòu)其他I/O設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖8.1分布嵌入式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

8.0.1分布嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3說(shuō)明：分布式嵌入式系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)鏈路有時(shí)也被稱為“總線”，但這里的“總線”與微處理器總線是不同的(無(wú)存儲(chǔ)系統(tǒng)，不支持網(wǎng)絡(luò)總線上的取指操作)分布式嵌入式系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)鏈路通常采用“分層”的體系結(jié)構(gòu)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)各部件之間的通信(對(duì)分布式嵌入式系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)而言，一般只實(shí)現(xiàn)OSI七層協(xié)議中的幾層)4OSI:OpenSystemInterconnectionReferenceModel(開放系統(tǒng)互連參考模型):由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互連模型。雖然OSI參考模型的實(shí)際應(yīng)用意義不是很大，但其的確對(duì)于理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議內(nèi)部的運(yùn)作很有幫助。1)物理層規(guī)定了激活、維持、關(guān)閉通信端點(diǎn)之間的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性以及過(guò)程特性。該層為上層協(xié)議提供了一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的物理媒體。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特(bit)。屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括：EIARS-232、EIARS-485、V.35、RJ-45等。2)數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、重發(fā)等。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀（frame）。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。53)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對(duì)子網(wǎng)間的數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。網(wǎng)絡(luò)層還可以實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包(packet)。

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。4)傳輸層是第一個(gè)端到端，即主機(jī)到主機(jī)的層次。傳輸層負(fù)責(zé)將上層數(shù)據(jù)分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯(cuò)控制和流量控制問題。

在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)段(segment)。

傳輸層協(xié)議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。65)會(huì)話層管理主機(jī)之間的會(huì)話進(jìn)程，即負(fù)責(zé)建立、管理、終止進(jìn)程之間的會(huì)話。會(huì)話層還利用在數(shù)據(jù)中插入校驗(yàn)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。

會(huì)話層協(xié)議如RPC(遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用協(xié)議)等。6)表示層對(duì)上層數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行變換以保證一個(gè)主機(jī)應(yīng)用層信息可以被另一個(gè)主機(jī)的應(yīng)用程序理解。表示層的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)的加密、壓縮、格式轉(zhuǎn)換等。表示層協(xié)議如LPP(輕量級(jí)表示協(xié)議)等。7)應(yīng)用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。

應(yīng)用層協(xié)議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP、DNS等。78.0.2嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信方式

在分布嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，通常是按成本預(yù)算和實(shí)際需求來(lái)構(gòu)造不同方式的分布嵌入式網(wǎng)絡(luò)?？捎糜诜植记度胧较到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)有許多，分布嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信方式主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式和總線通信方式。所謂點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上嵌入式系統(tǒng)之間相互交換信息的方式，它具有安全、快捷、直觀、同步和經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。如兩臺(tái)嵌入式系統(tǒng)采用RS-232通信即是一種典型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。8

在分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通常是多個(gè)設(shè)備相互連接，這時(shí)，需要采用總線通信方式。在總線通信方式中，連接到總線上的所有處理單元都必須有自己的唯一地址或標(biāo)識(shí)；總線上的通信一般是以報(bào)文組的形式進(jìn)行的，一個(gè)分組報(bào)文中包含一個(gè)目的地址和要被傳送的數(shù)據(jù)以及檢錯(cuò)糾錯(cuò)信息，見圖8.2所示。圖8.2分組報(bào)文格式

9

分布嵌入式網(wǎng)絡(luò)中的總線必須要滿足仲裁機(jī)制，即網(wǎng)絡(luò)總線上同時(shí)出現(xiàn)傳送操作時(shí)需要進(jìn)行必要的選擇。仲裁機(jī)制主要有兩種類型：固定優(yōu)先級(jí)仲裁機(jī)制，即嵌入式網(wǎng)絡(luò)中采用固定優(yōu)先級(jí)方式給予競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)。當(dāng)嵌入式網(wǎng)絡(luò)中高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)的嵌入式系統(tǒng)都要同時(shí)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳送時(shí)，往往是高優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)先傳送數(shù)據(jù)包，然后低優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)再傳送數(shù)據(jù)包；公平仲裁機(jī)制，即嵌入式網(wǎng)絡(luò)中各系統(tǒng)具有相同的待遇，循環(huán)仲裁是一種常見的公平仲裁機(jī)制。10通信方式與外界的信息交換稱為通訊?；镜耐ㄓ嵎绞接胁⑿型ㄓ嵑痛型ㄓ崈煞N。一條信息的各位數(shù)據(jù)被同時(shí)傳送的通訊方式稱為并行通訊。并行通訊的特點(diǎn)是：各數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送，傳送速度快、效率高，但有多少數(shù)據(jù)位就需多少根數(shù)據(jù)線，因此傳送成本高，且只適用于近距離（相距數(shù)米）的通訊。11串行通訊的概念串行通訊：一條信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。串行通訊的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成，成本低但傳送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米。根據(jù)信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。128.1.1基本術(shù)語(yǔ)1.串行數(shù)據(jù)傳送模式單工半雙工全雙工2.數(shù)據(jù)速率通信速率（波特率）：數(shù)據(jù)線上每秒傳送的碼元數(shù)。計(jì)量單位：波特 1波特＝1位/秒（bps）信息寬度（持續(xù)時(shí)間）＝1/波特率例：數(shù)據(jù)傳送的速率為120字符/秒，每幀包括10個(gè)數(shù)據(jù)位，則傳送波特率為：10位/字符×120字符/秒=1200位/秒=1200波特持續(xù)時(shí)間＝1/1200＝0.833ms

3.奇偶校驗(yàn)

校驗(yàn)位：由于對(duì)字符傳送做正確性檢查，可以分為奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)。奇校驗(yàn)就是整個(gè)數(shù)據(jù)幀（包括奇偶校驗(yàn)位在內(nèi)）為1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。偶校驗(yàn)就是整個(gè)數(shù)據(jù)幀（包括奇偶校驗(yàn)位在內(nèi)）為1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。154.數(shù)據(jù)格式

起始位傳送數(shù)據(jù)偶校驗(yàn)位停止位000010011118.1.2異步串行通信協(xié)議RS-232C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（ElectronicIndustriesAssociation,EIA）于1969年制定的一種串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，并被推薦為串行通信接口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，得到了廣泛應(yīng)用。EIA把RS-232C定義為：“在數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間使用串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的接口”。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)包括了接口的機(jī)械特性、電氣信號(hào)特征和交換功能特征。它用于連接2種設(shè)備：數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備。電氣特性EIA-RS-232C對(duì)電器特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V邏輯0(SPACE)=+3～+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號(hào)有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）＝+3V～+15V信號(hào)無(wú)效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓)=-3V～-15V計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外圍接口一般采用TTL標(biāo)準(zhǔn)，即以+5V代表邏輯“1”，而接地電壓代表邏輯“0”，而RS-232C以+12V的電壓視為邏輯“0”，-12V的電壓視為邏輯“1”。所以，串行接口電路中需要將TTL標(biāo)準(zhǔn)與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)之間進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。18連接器的機(jī)械特性19串口通信基本接線方法

9針串口（DB9）

25針串口（DB25）

針號(hào)功能說(shuō)明縮寫針號(hào)功能說(shuō)明縮寫1數(shù)據(jù)載波檢測(cè)DCD8數(shù)據(jù)載波檢測(cè)DCD2接收數(shù)據(jù)RXD3接收數(shù)據(jù)RXD3發(fā)送數(shù)據(jù)TXD2發(fā)送數(shù)據(jù)TXD4數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備DTR20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備DTR5信號(hào)地GND7信號(hào)地GND6數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好DSR6數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好DSR7請(qǐng)求發(fā)送RTS4請(qǐng)求發(fā)送RTS8清除發(fā)送CTS5清除發(fā)送CTS9振鈴指示DELL22振鈴指示DELL20RS-232C的接口信號(hào)DSRDTRRS-232C規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)接口有25條線，4條數(shù)據(jù)線、11條控制線、3條定時(shí)線、7條備用和未定義線，常用的只有9根，它們是：聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)線：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（Datasetready-DSR）——有效時(shí)（ON狀態(tài)）表明通信裝置處于可以使用的狀態(tài)。數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（DataTerminalready-DTR）——有效時(shí)（ON狀態(tài)）表明數(shù)據(jù)終端可以使用。這兩個(gè)信號(hào)有時(shí)連到電源上，一上電就立即有效。這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有效，只表示設(shè)備本身可用，并不說(shuō)明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信了，能否開始進(jìn)行通信要由下面的控制信號(hào)決定。21RS-232C的接口信號(hào)RTSCTS請(qǐng)求發(fā)送（Requesttosend-RTS）——用來(lái)表示DTE請(qǐng)求DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），向MODEM請(qǐng)求發(fā)送。它用來(lái)控制MODEM是否要進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。允許發(fā)送（Cleartosend-CTS）——用來(lái)表示DCE準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，是對(duì)請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)RTS的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)MODEM已準(zhǔn)備好接收終端傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并向前發(fā)送時(shí)，使該信號(hào)有效，通知終端開始沿發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD發(fā)送數(shù)據(jù)。這對(duì)RTS/CTS請(qǐng)求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)是用于半雙工MODEM系統(tǒng)中發(fā)送方式和接收方式之間的切換。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號(hào)，應(yīng)使其為高。22RS-232C的接口信號(hào)DCDRI接收線信號(hào)檢出(ReceivedLinedetection-RLSD)——用來(lái)表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)本地的MODEM收到由通信鏈路另一端（遠(yuǎn)地）的MODEM送來(lái)的載波信號(hào)時(shí)，使RLSD信號(hào)有效，通知終端準(zhǔn)備接收，并且由MODEM將接收下來(lái)的載波信號(hào)解調(diào)成數(shù)字量數(shù)據(jù)后，沿接收數(shù)據(jù)線RxD送到終端。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(DataCarrierdectection-DCD）線。振鈴指示(Ringing-RI)——當(dāng)MODEM收到交換臺(tái)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。23RS-232C的接口信號(hào)---TxDRxD數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線：發(fā)送數(shù)據(jù)(Transmitteddata-TxD)——通過(guò)TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，(DTE→DCE)。接收數(shù)據(jù)(Receiveddata-RxD)——通過(guò)RxD線終端接收從MODEM發(fā)來(lái)的串行數(shù)據(jù)，(DCE→DTE)。地線有兩根線SG、FG——信號(hào)地和保護(hù)地信號(hào)線，無(wú)方向。24實(shí)際應(yīng)用AB（1）使用RS-232進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信時(shí)，一般要加調(diào)制解調(diào)器（modem），并借助于公用電話網(wǎng)。使用信號(hào)線較多。25實(shí)際應(yīng)用（2）當(dāng)進(jìn)行近距離通信時(shí)，可以不需要modem，通信雙方可以直接連接。在這種情況下，只需要使用少數(shù)幾根信號(hào)線。最簡(jiǎn)單的情況，在通信中根本不需要RS-232C的控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需三根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地線）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信。無(wú)modem時(shí)，最大通信距離按如下方式計(jì)算：RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)誤碼率小于4%時(shí)，要求導(dǎo)線的電容值應(yīng)小于2500pF。對(duì)于普通導(dǎo)線，其電容值約為170pF/米。則允許距離L=2500pF/(170pF/米)=15米。這一距離的計(jì)算是偏于保守的，實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)使用9600bps，普通雙絞屏蔽線時(shí)，通信距離可達(dá)30~35米。26其它串口通信RS-422由RS-232發(fā)展而來(lái)差分傳輸將傳輸速率提高到10Mbps（RS-232在1M以下）單發(fā)多收，最多可連接10個(gè)接收器RS-485在RS-422的基礎(chǔ)上定制了RS-485具有多點(diǎn)、雙向通信能力，最多可接32個(gè)接收器通信距離長(zhǎng)，可達(dá)千米以外27USB通用串行總線（UniversalSerialBus）由Intel等廠商制定的連接計(jì)算機(jī)與具有USB接口的多種外設(shè)之間通信的串行總線。目前最為流行的計(jì)算機(jī)外設(shè)接口總線形式越來(lái)越多的嵌入式系統(tǒng)采用288.1.3S3C2410的串行接口S3C2410內(nèi)部具有3個(gè)獨(dú)立的UART控制器，每個(gè)UART可以操作在中斷模式或DMA模式采用系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，支持的波特率最大為230.4kbps,每個(gè)UART通道都有兩個(gè)16字節(jié)的接收與發(fā)送FIFO緩沖區(qū)每個(gè)UART模塊包含以下幾個(gè)部件：波特率發(fā)生器，發(fā)送器，接收器和控制單元。如圖：UART的操作1.數(shù)據(jù)傳送和接收一個(gè)需發(fā)送的數(shù)據(jù)幀包括1位起始位，5~8位數(shù)據(jù)位，一位可選的奇偶校驗(yàn)位和1~2位停止位，發(fā)送的數(shù)據(jù)幀是可編程的。用戶可以通過(guò)線性控制寄存器ULCONn來(lái)設(shè)置。與數(shù)據(jù)發(fā)送類似，接收的數(shù)據(jù)幀也是可編程的，其數(shù)據(jù)格式與發(fā)送方的數(shù)據(jù)幀格式一致，用戶也是通過(guò)線性控制寄存器ULCONn來(lái)設(shè)置。UART的操作接收器可以檢測(cè)到溢出錯(cuò)誤，奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，幀錯(cuò)誤和通信中斷，并設(shè)置相應(yīng)的錯(cuò)誤標(biāo)志。溢出錯(cuò)誤是指在舊數(shù)據(jù)被讀取前新數(shù)據(jù)覆蓋了舊數(shù)據(jù)。奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤是指接收器檢測(cè)到一個(gè)不希望的奇偶條件。幀錯(cuò)誤是指接收到的數(shù)據(jù)沒有一個(gè)有效的停止位。通信中斷是指RxDn輸入保持邏輯0狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間超過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的傳輸時(shí)間。UART的操作2.自動(dòng)流量控制（AFC） S3C2410的UART0和UART1通過(guò)nRTS和nCTS信號(hào)來(lái)支持自動(dòng)流量控制。除此之外，它可以與外部的UART設(shè)備連接。例如用戶想把UART與Modem連接，則通過(guò)使用UMCONn寄存器中的自動(dòng)流量控制位無(wú)效，且通過(guò)軟件控制nRTS信號(hào)。 在AFC模式下，nRTS信號(hào)根據(jù)接收器的狀況及nCTS信號(hào)控制發(fā)送器的操作。當(dāng)nCTS信號(hào)被激活時(shí)，表示接收方的UART在FIFO模式下準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。 而非自動(dòng)流量控制模式下，nRTS和nCTS信號(hào)由軟件控制。 UART2不支持AFC功能，因此S3C2410A沒有nRTS2和nCTS2。UART的操作例如：非自動(dòng)流量控制舉例（用軟件控制nRTS和nCTS）（1）使用FIFO的接收操作選擇接收模式（中斷或DMA模式）檢查UFSTATn寄存器中的RxFIFO計(jì)數(shù)器。如果其值小于16，用戶應(yīng)該將UMCONn[0]的值置1（激活nRTS），如果其等于大于16，用戶應(yīng)該將其置0。重復(fù)步驟2（2）有FIFO的發(fā)送操作選擇發(fā)送模式（中斷或DMA模式）檢查UMSTATn[0]的值，如果其值為1，用戶寫數(shù)據(jù)到發(fā)送FIFO寄存器。34UART的操作3.中斷/DMA請(qǐng)求的產(chǎn)生S3C2410的每個(gè)UART有七個(gè)狀態(tài)（Tx/Rx/Error）信號(hào)：溢出錯(cuò)誤奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤通信中斷接收緩存數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送緩存空和發(fā)送移位器空其中溢出錯(cuò)誤，奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，幀錯(cuò)誤和通信中斷是作為接收錯(cuò)誤狀態(tài)信號(hào)。 如果把控制寄存器UCONn中的接收錯(cuò)誤狀態(tài)中斷使能位置1，則每種錯(cuò)誤狀態(tài)都可以產(chǎn)生接收錯(cuò)誤的中斷請(qǐng)求。UART的操作如果控制寄存器（UCONn）中的接收模式設(shè)置為中斷請(qǐng)求模式，在FIFO模式下，當(dāng)接收器把接收移位寄存器上的數(shù)據(jù)傳送到FIFO寄存器，且接收到的數(shù)據(jù)恰好填滿FIFO寄存器，則接收中斷產(chǎn)生。在非FIFO模式下，如果允許發(fā)送中斷或輪詢，當(dāng)接收器把接收移位寄存器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮沾鎯?chǔ)器時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生接收中斷。如果控制寄存器（UCONn）中的發(fā)送模式設(shè)置為中斷請(qǐng)求模式，在FIFO模式下，當(dāng)傳送器把數(shù)據(jù)從它的FIFO寄存器傳送到傳輸移位寄存器，并且此時(shí)FIFO寄存器為空，則會(huì)產(chǎn)生發(fā)送中斷。在非FIFO模式下，如果允許發(fā)送中斷或輪詢，當(dāng)把數(shù)據(jù)從傳輸存儲(chǔ)寄存器傳送到傳輸移位寄存器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)送中斷。UART的操作5.紅外模式S3C2410AUART模塊支持紅外發(fā)送和接收（即IR模式），其通過(guò)設(shè)置UART線性控制寄存器ULCONn的紅外模式位來(lái)選定。在紅外發(fā)送模式下，當(dāng)傳送的數(shù)據(jù)位為0時(shí)，其傳送脈沖的寬度是常規(guī)UART數(shù)據(jù)位寬度的3/16；在紅外接收模式下，接收器必須進(jìn)行周期性的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)寬度為常規(guī)UART數(shù)據(jù)位寬度3/16的脈沖時(shí)，判斷為數(shù)據(jù)0，否則判斷為數(shù)據(jù)1。UART的操作TxDREIRSRxDUART模塊0101IrDATx編碼器IrDARx解碼器&RxDTxD

紅外模式功能框圖波特率的計(jì)算每個(gè)UART波特率發(fā)生器都為自身的發(fā)送器和接收器提供串行時(shí)鐘。波特率發(fā)生器的源時(shí)鐘可以選擇S3C2410A的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘或外部時(shí)鐘UCLK。換言之，被除數(shù)可以設(shè)定，通過(guò)時(shí)鐘選擇器UCONn來(lái)實(shí)現(xiàn)。波特率時(shí)鐘通過(guò)把源時(shí)鐘（PCLK或UCLK）和UART的波特率除數(shù)寄存器（UBRDIVn）產(chǎn)生的16位除數(shù)相除產(chǎn)生的。UBRDIVn由以下表達(dá)式來(lái)決定。UBRDIVn=(int)(源時(shí)鐘/(波特率x16))–1UBRDIVn的范圍應(yīng)該是從1到216-1。并且UCLK必須要小于PCLK。波特率的計(jì)算例如，如果波特率是115200bps，且UART時(shí)鐘是40MHz，那么UBRDIVn計(jì)算得到如下的值：UBRDIVn=(int)(40000000/(115200x16))-1 =(int)(21.7)-1 =21-1=20上述計(jì)算時(shí)的小數(shù)被舍棄，這樣必然會(huì)引起誤差。但UART波特率發(fā)生器容許有一定的誤差，其誤差范圍是：UART的10位時(shí)間誤差應(yīng)該少于1.87%(即3/160).tUPCLK=(UBRDIVn+1)x16x10/PCLKtUPCLK:實(shí)際的UART的10位時(shí)間tUEXACT=10/波特率tUEXACT:理想的UART的10位時(shí)間UART誤差=(tUPCLK–tUEXACT)/tUEXACTx100%S3C2410UART專用寄存器S3C2410UART專用寄存器主要包括：線路控制寄存器（ULCON0，ULCON1和ULCON2）控制寄存器（UCON0，UCON1和UCON2）FIFO控制寄存器（UFCON0，UFCON1和UFCON2）MODEM控制寄存器（UMCON0和UMCON1）發(fā)送接收狀態(tài)寄存器（UTRSTAT0，UTRSTAT1和UTRSTAT2）錯(cuò)誤狀態(tài)寄存器（UERSTAT0，UERSTAT1和UERSTAT2）FIFO狀態(tài)寄存器（UFSTAT0，UFSTAT1和UFSTAT2）MODEM狀態(tài)寄存器（UMSTAT0和UMSTAT1）發(fā)送緩存寄存器（UTXH0，UTXH1和UTXH2）接收緩存寄存器（URXH0，URXH1和URXH2）波特率分頻系數(shù)寄存器（UBRDIV0，UBRDIV1和UBRDIV2）UART接口寄存器41每個(gè)UART的使用都必須初始化設(shè)置一些控制寄存器，下面主要介紹這些寄存器的格式。1.UART線性控制寄存器UART線性控制寄存器（ULCONn）有三個(gè)：ULCON0、ULCON1、ULCON2。每個(gè)UART接口通道分別對(duì)應(yīng)1個(gè)，均是可讀/寫的.地址分別為0x50000000、0x50004000、0x50008000，復(fù)位后的值為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值Reserved[7]保留.0InfraredMode[6]確定是否使用紅外模式。0=正常模式操作；1=紅外接收發(fā)送模式。0ParityMode[5:3]在UART發(fā)送接收操作中，確定奇偶碼的生成和檢驗(yàn)類型。0xx=無(wú)校驗(yàn)；100=奇校驗(yàn)；101=偶校驗(yàn)；000NumberofStopBit[2]確定停止位數(shù)。0=1位停止位；1=2位停止位。0WordLength[1:0]確定數(shù)據(jù)位數(shù)。00=5位；01=6位；10=7位；11=8位。00ULCONn寄存器的格式UART接口寄存器2.UART控制寄存器UART控制寄存器（UCONn）共有三個(gè)：UCON0、UCON1、UCON2。每個(gè)UART接口通道分別對(duì)應(yīng)1個(gè)，均是可讀/寫的.地址分別為0x50000004、0x50004004、0x50008004，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值ClockSelection[10]選擇波特率所用的時(shí)鐘0=PCLK;1=UCLK0TxInterruptType[9]確定發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)的類型0=邊沿觸發(fā)方式；1=電平觸發(fā)方式0RxInterruptType[8]確定接收中斷請(qǐng)求信號(hào)的類型。0=邊沿觸發(fā)方式；1=電平觸發(fā)方式0RxTimeOutEnable[7]確定接收超時(shí)使能0=不使能；1=使能0RxErrorStatusInterruptEnable[6]確定接收錯(cuò)誤狀態(tài)使能0=不使能；1=使能0UCONn寄存器的格式UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值LoopbackMode[5]確定是否采用回送模式0=正常操作模式;1=回送模式0Reserved[4]保留0TransmitMode[3:2]確定將發(fā)送數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩存區(qū)的模式00=不能寫；01=中斷請(qǐng)求模式10=DMA0(UART0)或DMA3(UART2)；11=DMA1(UART1)0ReceiveMode[1:0]確定從接收緩存區(qū)讀出數(shù)據(jù)的模式00=不能寫；01=中斷請(qǐng)求模式10=DMA0(UART0)或DMA3(UART2)；11=DMA1(UART1)0UCONn寄存器的格式UART接口寄存器3.UARTFIFO控制寄存器UARTFIFO控制寄存器（UFCONn）共有三個(gè)：UFCON0、UFCON1、UFCON2。每個(gè)UART接口通道分別對(duì)應(yīng)1個(gè)，均是可讀/寫的。地址分別為0x50000008、0x50004008、0x50008008，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值TxFIFOTriggerLeve[7:6]確定發(fā)送FIFO寄存器的觸發(fā)選擇。00=空；01=4字節(jié)；10=8字節(jié)；11=12字節(jié)。00RxFIFOTriggerLeve[5:4]確定接收FIFO寄存器的觸發(fā)選擇。00=空；01=4字節(jié)；10=8字節(jié)；11=12字節(jié)。00Reserved[3]保留。0TxFIFOReset[2]確定復(fù)位FIFO之后自動(dòng)清除。0=正常；1=復(fù)位清除發(fā)送FIFO。0RxFIFOReset[1]確定復(fù)位FIFO之后自動(dòng)清除。0=正常；1=復(fù)位清除接受FIFO。0FIFOEnable[0]確定FIFO使能。0=不使能；1=使能。0UFCONn寄存器的格式UART接口寄存器4.UARTMODEM控制寄存器UARTMODEM控制寄存器（UMCONn）共有兩個(gè)：UMCON0、UMCON1。均是可讀/寫的。地址分別為0x5000000C、0x5000400C，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值Reserved[7:5]這些位必須是0000AutoFlowControl(AFC)[4]確定自動(dòng)回流控制（AFC）使能。0=不使能；1=使能。0Reserved[3:1]這些位必須是0000RequesttoSend[0]如果AFC使能，該位被忽略；如果AFC不使能，nRST必須由軟件控制，則當(dāng)該位為0=高電平（nRST不激活）；當(dāng)該位為1=低電平（nRST激活）。0UMCONn寄存器的格式UART接口寄存器5.UART接收/發(fā)送狀態(tài)寄存器UART接收/發(fā)送狀態(tài)寄存器（UTRSTATn）共有三個(gè)：UTRSTAT0、UTRSTAT1、UTRSTAT2。均是只讀的。地址分別為0x50000010、0x50004010、0x50008010，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值Transmitterempty[2]當(dāng)發(fā)送緩沖寄存器中沒有有效數(shù)據(jù)，并且發(fā)送移位寄存器為空時(shí)，該位自動(dòng)置為1。0=非空；1=發(fā)送器空（發(fā)送緩沖和移位寄存器）。1Transmitbufferempty[1]當(dāng)發(fā)送緩沖寄存器為空時(shí)，該位自動(dòng)置為1。該位為0時(shí)，發(fā)送緩沖寄存器非空。1Receivebufferdataready[0]當(dāng)接收緩沖寄存器接受到一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，該位自動(dòng)置為1。該位為0時(shí)，接受緩沖寄存器為空。0UTRSTATn寄存器的格式UART接口寄存器6.UART錯(cuò)誤狀態(tài)寄存器UART錯(cuò)誤狀態(tài)寄存器（UERSTATn）共有三個(gè)：UERSTAT0、UERSTAT1、UERSTAT2。均是只讀的。地址分別為0x50000014、0x50004014、0x50008014，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值Reserved[3]保留0FrameError[2]當(dāng)接收出現(xiàn)幀錯(cuò)誤時(shí)，該位自動(dòng)置為1。0=接收過(guò)程中無(wú)幀錯(cuò)誤；1=幀錯(cuò)誤（已請(qǐng)求中斷）。0Reserved[1]保留0OverrunError[0]當(dāng)接收出現(xiàn)溢出錯(cuò)誤時(shí)，該位自動(dòng)置為1。0=接收過(guò)程中無(wú)溢出錯(cuò)誤；1=溢出錯(cuò)誤（已請(qǐng)求中斷）。0UERSTATn寄存器的格式UART接口寄存器7.UARTFIFO狀態(tài)寄存器UARTFIFO狀態(tài)寄存器（UFSTATn）共有三個(gè)：UFSTAT0、UFSTAT1、UFSTAT2。均是只讀的。地址分別為0x50000018、0x50004018、0x50008018，復(fù)位后的值均為0x00。9.2.4UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值Reserved[15：10]保留。0TxFIFOFull[9]當(dāng)發(fā)送期間，若發(fā)送FIFO滿，該位自動(dòng)置為1。0=0字節(jié)≤TxFIFO數(shù)據(jù)≤15字節(jié)；1=滿。0RxFIFOFull[8]當(dāng)接收期間，若接收FIFO滿，該位自動(dòng)置為1。0=0字節(jié)≤TxFIFO數(shù)據(jù)≤15字節(jié)；1=滿。TxFIFOCount[7:4]在發(fā)送FIFO中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。000000RxFIFOCount[3:0]接收FIFO中的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。000000UFSTATn寄存器的格式UART接口寄存器8.UARTMODEM狀態(tài)寄存器UARTMODEM狀態(tài)寄存器（UMSTATn）共有兩個(gè)：UMSTAT0、UMSTAT1。均是只讀的，地址分別為0x5000001C、0x5000401C，復(fù)位后的值均為0x00。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值DeltaCTS[4]在CPU上次讀取該位后，若nCTS信號(hào)發(fā)生變化，該位自動(dòng)設(shè)置為1。0表示nCTS信號(hào)未發(fā)生改變。0Reserved[3:1]保留。0CleartoSend[0]確定CTS的電平狀態(tài)。0=CTS信號(hào)未激活(nCTS引腳為高電平)1=CTS信號(hào)激活(nCTS引腳為低電平)0UMSTATn寄存器的格式UART接口寄存器9.UART傳送緩沖寄存器UART傳送緩沖寄存器（UTXHn）共有三個(gè)：UTXH0、UTXH1、UTXH2。均是只能寫入的，地址分別為0x50000020、0x50004020、0x50008020，復(fù)位后的值不確定。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值TXDATAn[7:0]UARTn的要發(fā)送的8位數(shù)據(jù)。－UTXHn寄存器的格式UART接口寄存器10.UART接收緩沖寄存器UART接收緩沖寄存器（URXHn）共有三個(gè)：URXH0、URXH1、URXH2。均是只讀的，地址分別為0x50000024、0x50004024、0x50008024，復(fù)位后的值不確定。UART接口寄存器引腳名稱位描述初始值RXDATAn[7:0]UARTn的要接收的8位數(shù)據(jù)。－UTXHn寄存器的格式8.3I2C總線技術(shù)I2C/IIC（Inter－IntegratedCircuit）總線是一種由PHILIPS公司針對(duì)MCU需要而研制的兩線式串行總線，用于連接MCU及其外圍設(shè)備。I2C總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)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?？偩€的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺(約7.6m)，并且能夠以100Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控(multi-mastering)，其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)傳輸和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控。63I2C總線工作原理

I2C總線系統(tǒng)組成I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA(SerialDAtaline)和時(shí)鐘SCL(SerialClockLine)構(gòu)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(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps各種從設(shè)備均并聯(lián)在這條總線上，但就像電話機(jī)一樣只有撥通各自的號(hào)碼才能工作，因此每個(gè)設(shè)備都有唯一的地址在信息的傳輸過(guò)程中，I2C總線上并接的每一設(shè)備既是主設(shè)備(或從設(shè)備)又是發(fā)送器(或接收器)，這取決于它所要完成的功能64

I2C總線是多主系統(tǒng)：系統(tǒng)可以有多個(gè)I2C節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成，并且可以是多主系統(tǒng)，任何一個(gè)設(shè)備都可以為主I2C；但是任一時(shí)刻只能有一個(gè)主I2C設(shè)備，I2C具有總線仲裁功能，保證系統(tǒng)正確運(yùn)行。

主I2C設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)、地址信號(hào)和控制信號(hào)，選擇通信的從IIC設(shè)備并控制收發(fā)。系統(tǒng)要求：各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須具有IIC接口功能；各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須共地；兩根信號(hào)線必須接上拉電阻。如下圖所示。圖10.3多IIC設(shè)備接口示意圖

65I2C總線的狀態(tài)和信號(hào)

1.空閑狀態(tài)SCL和SDA均處于高電平狀態(tài)，即為總線空閑狀態(tài)(空閑狀態(tài)為何是高電平的道理很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈兌冀由侠娮?。2.占有總線和釋放總線

器件若想使用總線應(yīng)當(dāng)先占有它，占有總線的主控器向SCL線發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)據(jù)傳送完成后應(yīng)當(dāng)及時(shí)釋放總線，即解除對(duì)總線的控制(或占有)，使其恢復(fù)成空閑狀態(tài)。3.開始/啟動(dòng)信號(hào)(S)啟動(dòng)信號(hào)由主控器產(chǎn)生；在SCL信號(hào)為高時(shí)，SDA產(chǎn)生一個(gè)由高變低的電平變化，產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)。664.結(jié)束/停止信號(hào)(P)

當(dāng)SCL線高電平時(shí)，主控器在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)由低電平向高電平跳變，產(chǎn)生停止信號(hào)。啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)的產(chǎn)生見下圖如所示。5.應(yīng)答/響應(yīng)信號(hào)(A/ACK)應(yīng)答信號(hào)是對(duì)字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)。占1位，數(shù)據(jù)接收者接收1字節(jié)數(shù)據(jù)后，應(yīng)向數(shù)據(jù)發(fā)出者發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。對(duì)應(yīng)于SCL第9個(gè)應(yīng)答時(shí)鐘脈沖，若SDA線仍保持高電平，則為非應(yīng)答信號(hào)(ACK/NA)。低電平為應(yīng)答，繼續(xù)發(fā)送；高電平為非應(yīng)答，結(jié)束發(fā)送。

6.控制位信號(hào)占1位，I2C主機(jī)發(fā)出的讀寫控制信號(hào)，高為讀、低為寫（對(duì)I2C主機(jī)而言）?？刂莆?方向位)在尋址字節(jié)中。圖10.4啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)的產(chǎn)生

677.地址信號(hào)為從機(jī)地址，占7位，如下表所示，稱之為“尋址字節(jié)”，各字段含義如下：器件地址（DA3---DA0）：是I2C總線接口器件固有的地址編碼，由器件生產(chǎn)廠家給定。如I2C總線EEPROMAT24C××器件的地址為1010等。

引腳地址（A2、A1、A0）：由I2C總線接口器件的地址引腳A2、A1、A0的高低來(lái)確定，接電源者為1，接地者為0。

讀寫控制位/方向位（R/W）：1表示主機(jī)讀，0表示主機(jī)寫。

7位地址和讀寫控制位組成1個(gè)字節(jié)(尋址字節(jié))。D7D6D5D4D3D2D1D0DA3DA2DA1DA0A2A1A0R/W688.等待狀態(tài)(*)在I2C總線中，賦予接收數(shù)據(jù)的器件有使系統(tǒng)進(jìn)行等待狀態(tài)的權(quán)力，但等待狀態(tài)只能在一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)完整接收之后進(jìn)行。例如，當(dāng)進(jìn)行主機(jī)發(fā)送從機(jī)接收的數(shù)據(jù)傳送操作時(shí)，若從機(jī)在接收到一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，由于中斷處理等原因而不能按時(shí)接收下一個(gè)字節(jié)；從機(jī)可以通過(guò)把SCL下拉為低電平，強(qiáng)行使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。在等待狀態(tài)下，主機(jī)不能發(fā)送數(shù)據(jù)，直到從機(jī)認(rèn)為自己能繼續(xù)接收數(shù)據(jù)時(shí)，再釋放SCL線，使系統(tǒng)退出等待狀態(tài)，主機(jī)才可以繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳送。69IIC總線基本操作串行數(shù)據(jù)SDA和串行時(shí)鐘SCL線在連接到總線的器件間傳遞信息。每個(gè)器件都有一個(gè)唯一的地址標(biāo)識(shí)，無(wú)論是MCU、LCD驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器或鍵盤接口。都可以作為一個(gè)發(fā)送器或接收器，由器件的功能決定。很明顯，LCD驅(qū)動(dòng)器只是一個(gè)接收器，而存儲(chǔ)器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)。器件除了能看作發(fā)送器和接收器外，在執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)它也可以被看作是主機(jī)或從機(jī)。主機(jī)是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸時(shí)鐘信號(hào)的器件，此時(shí)任何被尋址的器件都被認(rèn)為是從機(jī)。70術(shù)語(yǔ)描述發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的器件接收器從總線接收數(shù)據(jù)的器件主機(jī)初始化發(fā)送產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和終止發(fā)送的器件從機(jī)被主機(jī)尋址的器件多主機(jī)同時(shí)有多于一個(gè)主機(jī)嘗試控制總線但不破壞報(bào)文仲裁是一個(gè)在有多個(gè)主機(jī)同時(shí)嘗試控制總線但只允許其中一個(gè)控制總線并使報(bào)文不被破壞的過(guò)程同步兩個(gè)或多個(gè)器件同步時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)程71啟動(dòng)和停止條件在SCL線是高電平時(shí)，SDA線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示啟動(dòng)條件當(dāng)SCL是高電平時(shí)，SDA線由低電平向高電平切換，表示停止條件啟動(dòng)和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生?？偩€在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)，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)啟動(dòng)條件Sr而不產(chǎn)生停止條件，總線會(huì)一直處于忙狀態(tài)72I2C總線數(shù)據(jù)傳輸格式S從I2C地址(7位)R/WA傳輸數(shù)據(jù)……APS從I2C地址W

A

數(shù)據(jù)1

A

數(shù)據(jù)2

A……數(shù)據(jù)n

A/A

PS從I2C地址R

A數(shù)據(jù)1A數(shù)據(jù)2A……數(shù)據(jù)nA

P(1)一般格式：(2)主控制器寫操作格式：

紅色起始信號(hào)S、地址信號(hào)、控制信號(hào)W、各個(gè)數(shù)據(jù)、結(jié)束信號(hào)P，均為主I2C設(shè)備發(fā)送、從I2C設(shè)備接收；黑色的應(yīng)答信號(hào)A/A由從I2C設(shè)備發(fā)送、主I2C設(shè)備接收。(3)主控制器讀操作格式:

紅色的信號(hào)均為主I2C設(shè)備發(fā)送、從I2C設(shè)備接收；黑色的信號(hào)均為從I2C設(shè)備發(fā)送、主I2C設(shè)備接收。73(4)主控制器讀/寫操作格式

：

由于在一次傳輸過(guò)程中要改變數(shù)據(jù)的傳輸方向，因此起始信號(hào)和尋址字節(jié)都要重復(fù)一次，而中間可以不要結(jié)束信號(hào)。在一次傳輸中，可以有多次啟動(dòng)信號(hào)。S從IIC地址R

A數(shù)據(jù)1A數(shù)據(jù)2A…A

Sr

從地址WA數(shù)據(jù)1

A

數(shù)據(jù)2

A

數(shù)據(jù)3

A……數(shù)據(jù)m

A/A

P74標(biāo)準(zhǔn)模式I2C總線規(guī)范的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)模式I2C總線規(guī)范在80年代初期已經(jīng)存在。它規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)100kbit/s，而且7位尋址。這個(gè)概念在普及中迅速成長(zhǎng)。今天它已經(jīng)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被全世界接受，而且PhilipsSemiconductors和其他供應(yīng)商提供了幾百種不同的兼容IC。為了符合更高速度的要求以及制造更多可使用的從機(jī)地址給數(shù)量不斷增長(zhǎng)的新器件，標(biāo)準(zhǔn)模式I2C總線規(guī)范不斷升級(jí)。到今天它提供了以下的擴(kuò)展：快速模式位速率高達(dá)400kbit/s高速模式(Hs模式)位速率高達(dá)3.4Mbit/s10位尋址允許使用高達(dá)1024個(gè)額外的從機(jī)地址(*)758.3.2S3C2410I2C接口S3C2410的I2C主要有5部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器、數(shù)據(jù)移位寄存器、地址寄存器、時(shí)鐘發(fā)生器、控制邏輯等部分。如下圖所示。圖10.9S3C2410IIC串行總線控制器框圖

76S3C2410I2C總線接口具有一個(gè)專門的串行數(shù)據(jù)線和串行時(shí)鐘線。它有主機(jī)發(fā)送模式、主機(jī)接收模式、從機(jī)發(fā)送模式和從機(jī)接收模式4種操作模式?？刂芐3C2410I2C總線操作，需要寫數(shù)據(jù)到IICCON(I2C總線控制寄存器)、IICSTAT(I2C總線控制/狀態(tài)寄存器)、IICDS(I2C總線Tx/Rx數(shù)據(jù)移位寄存器)和IICADD(I2C總線地址寄存器)。77S3C2410芯片支持I2C總線序列接口，其端口E的GPE15用作數(shù)據(jù)線(SDA)，GPE14用作連續(xù)時(shí)鐘線(SCL)。這2根信號(hào)線用于在S3C2410芯片內(nèi)部的總線主控器和連接到I2C總線上的外圍設(shè)備之間傳輸信息，此數(shù)據(jù)線和連續(xù)時(shí)鐘線均是雙向的。當(dāng)I2C總線空閑時(shí)，GPE15引腳（SDA信號(hào)線）和GPE14引腳（SCL信號(hào)線）都應(yīng)設(shè)置成高電平。GPE15引腳從高電平轉(zhuǎn)換到低電平時(shí)，啟動(dòng)一次傳輸。當(dāng)GPE14保持在高電平時(shí)，GPE15引腳從低電平轉(zhuǎn)換到高電平則表示傳輸結(jié)束。其傳輸協(xié)議遵循上節(jié)所介紹的I2C總線協(xié)議。78

在發(fā)送器模式下，數(shù)據(jù)被發(fā)送之后，I2C總線接口會(huì)等待直到IICDS（I2C數(shù)據(jù)移位寄存器）被程序?qū)懭胄碌臄?shù)據(jù)。在新的數(shù)據(jù)被寫入之前，SCL線都被拉低。新的數(shù)據(jù)寫入之后，SCL線被釋放。 S3C2410可以利用中斷來(lái)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)字節(jié)是否已經(jīng)完全送出。在CPU接收到中斷請(qǐng)求后，在中斷處理中再次將下一個(gè)新的數(shù)據(jù)寫入IICDS，如此循環(huán)。

在接收模式下，數(shù)據(jù)被接收到后，I2C總線接口將等待直到IICDS寄存器被程序讀出。在數(shù)據(jù)被讀出之前，SCL線保持低電平。新的數(shù)據(jù)從讀出之后，SCL線才釋放。 S3C2410也利用中斷來(lái)判別是否接收到了新的數(shù)據(jù)。CPU收到中斷請(qǐng)求之后，處理程序?qū)腎ICDS讀取數(shù)據(jù)。讀寫操作79

總線仲裁發(fā)生在兩個(gè)主I2C設(shè)備中。如果一個(gè)主設(shè)備欲使用總線，而測(cè)得SDA為低電平，則該主設(shè)備仲裁不能夠使用總線啟動(dòng)傳輸。這個(gè)仲裁過(guò)程會(huì)延長(zhǎng)，直到信號(hào)線SDA變?yōu)楦唠娖健? 每次操作都要進(jìn)行仲裁?？偩€仲裁80S3C2410I2C專用寄存器S3C2410有4個(gè)專用寄存器RegisterAddressR/WDescriptionResetValue

IICCON0x54000000R/WIIC總線控制寄存器0x0XIICSTAT0x54000004R/WIIC總線控制/狀態(tài)寄存器0x0IICADD0x54000008R/WIIC總線地址寄存器0xXXIICDS0x5400000CR/WIIC數(shù)據(jù)發(fā)送/接收寄存器0xXX811.I2C控制寄存器（IICCON）字段名位意義初值A(chǔ)cknowledgegeneration7應(yīng)答使能。0：禁止應(yīng)答；1：自動(dòng)應(yīng)答應(yīng)答電平：Tx時(shí)為高；Rx時(shí)為低00Txclocksourceselection6

發(fā)送時(shí)鐘分頻選擇。

0：IICCLK=fPCLK/16；1：IICCLK=fPCLK/5120Tx/RxInterrupt5收發(fā)中斷控制位。0：禁止；1：允許0InterruptPendingflag4

中斷標(biāo)志位。讀：0無(wú)，1示有中斷請(qǐng)