《六、I2C总线规范.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《六、I2C总线规范.ppt（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I2C总线规范 I2C应用实例 小型视频记录器 硬盘录像机 视频记录器原理 CCIR 656数字视频总线I2C控制总线 模拟视频 数字视频 FIC8120与视频A D接口 I2C总线 FIC8120与视频A D接口 CCIR 656数字视频总线 I2C总线 什么是I2C I2C 即InterIC 是Philips一种简单的双向两线总线 用于IC之间的信息通信I2C只有两根信号线 因此最大程度简化了芯片之间的连接 使电路板的设计 制造更简单I2C常用于处理器与外部控制器 处理器与串行存储器 甚至处理器与处理器之间的信息 命令 交互 I2C常用术语 I2C特点 总线只有两个信号 SDA和SCLI2
2、C是一个多主设备总线 具有总线仲裁机制总线上每个从设备具有唯一的地址 主设备根据地址选择操作的目的设备总线定义三种传输速率 标准模式下可达100kbit s 快速模式下可达400kbit s 高速模式下可达3 4Mbit s片上滤波器可以滤去数据线上的毛刺 提高数据传输的可靠性同一I2C总线上可以挂接的芯片数量只受到总线400pF最大负载电容限制 I2C信号 I2C总线由两个信号组成 SCL 串行时钟 和SDA 串行数据 SDA和SCL都是双向信号 电路中通过电阻上拉到正电源 总线空闲时都是高电平SDA的数据位在SCL的同步下传输同一I2C总线上各节点的SDA SCL输出都是集电极开路 OC
3、或漏极开路 OD 的 信号具有 线与 功能 补充 OC与OD 线与 多个OC OD门输出连在一起 其中一个为低 所有的都为低 I2C总线信号连接原理 I2C拓扑结构 I2C电路实例 CPU 视频A D 串行EEPROM I2C总线数据位传输 I2C是串行数据总线 SCL每个时钟周期传输一个数据位数据传输过程中 SDA信号只有在SCL为低电平时才允许改变数据传输过程中 SCL为高电平时 SDA必须保持稳定状态 I2C总线的起始与停止 空闲状态下 SCL和SDA都为高SCL为高 SDA由高变低 表示传输起始SCL为高 SDA由低变高 表示传输结束START和STOP总是由Master发出START
4、发出后 I2C进入busy状态 STOP发出后 I2C进入free状态 START STOP I2C总线的设备寻址 I2C总线从设备都有特定的地址 主设备根据地址寻址目标设备主设备的身份不是固定的 主设备也可能作为从设备被别的主设备寻址I2C总线两种地址形式 7位地址和10位地址I2C地址由I2C总线委员会统一分配 I2C的7位设备地址 7位地址中 其中设备可实际使用的共有112个 有两组 0000 xxx和1111xxx 共16个地址被保留作为特殊用途 I2C的7位与10位设备地址 7位地址 10位地址 I2C的数据传输 一个字节8个二进制位 MSB在前 LSB在后 按位传输每个字节后都要有
5、一个应答位 应答由接收器发出如果SLAVE因事 如处理中断 不能收 发下一个完整的字节 可将SCL拉到低电平 从而使Master进入等待状态 I2C数据传输应答 时钟由master发出响应脉冲期间 发送器释放SDA 置为高 响应脉冲期间 接收器把SDA置为低 I2C设备寻址 起始命令之后 master紧跟着发出控制字节 其中包含slave地址和读写控制信息 START STOP 地址 读 写 应答 数据1 应答 数据2 应答 I2C可能的数据传输格式1 主机发送器发送到从机接收器传输的方向不会改变 I2C可能的数据传输格式2 在第一个控制字节后 主机立即读从机数据 在第一次响应后 主机发送器变
6、成主机接收器 从机接收器变成从机发送器第一次响应仍由从机产生 I2C可能的数据传输格式3 复合格式 传输改变方向的时侯起始条件和从机地址都会被重复 但R W位取反 读写方向改变 I2C的同步时钟 所有主机在SCL线上产生它们自己的时钟来传输I2C总线上的报文数据只在时钟的高电平周期有效不同device的SCL信号通过线与连接I2C master2时钟 SCL实际状态 master1时钟 I2C的仲裁 I2C没有中央主机 总线也没有任何定制的优先权主机只能在总线空闲的时侯启动传送当SCL线是高电平时 仲裁在SDA线发生 在其他主机发送低电平时 发送高电平的主机将断开它的数据输出级 因为总线上的电
7、平与它自己的电平不相同 主设备1 主设备2 实际总线信号 I2C应用实例 24C01 嵌入式系统中广泛应用串行EEPROM24Cxx是一个I2C接口串行EEPROM系列24Cxx包括 24C01 128B 24C02 256B 24C04 512B 24C08 1024B 24C16 2048B 下面以24C01为例进行讨论 24C01S EEPROM 24C01地址设置 24C01芯片I2C地址的高4位固定为 1010 通过A0 A2设置I2C地址的低三位A0 A2在没有外部连接时默认为 0 若A0 A1 A2三个引脚悬空 这时芯片的7位I2C地址为 1010000 通过对A0 A2的设置
8、一个I2C总线上最多可挂接8个24C01芯片 24C01字节写操作 24C01有两种写模式 字节写 和 页写 在 字节写 模式下 I2C主设备 如微处理器 首先发出起始条件和24C01 从设备 的7位地址及读写标志位 此时该位为 0 主设备收到24C01的响应位后 再向24C01发出8位需要写入数据的字节地址主设备收到24C01另一个响应位后 发出要写入的数据24C01再次发出响应位 随后主设备产生停止条件而24C01开始内部数据的擦写 在内部擦写过程中 24C01不再响应主设备的任何操作 24C01字节写操作过程 24C01页写操作 页写 模式下 24C01可一次写入8个字节数据数据 页写
9、操作的启动和 字节写 一样不同之处在于主设备传送了1个字节数据后并不产生停止条件 而是连续再发送7个字节的数据 最后才给出停止条件如果在发送停止条件之前主器件发送超过8个字节 最后面的数据会覆盖最前面的数据在接收到8字节数据和主器件发送的停止条件后 24C01启动内部写周期将数据写到数据区 24C01 立即地址读 24C01有三种读操作 立即地址读 选择读 和 连续读 24C01内部有地址计数器 每次读一个字节数据后 地址计数器加1 指向下一个字节的地址 立即地址读 操作中 主设备总线发出总线起始条件 从设备地址和读标志位 为 1 对应地址上的24C01给出响应位后 将当前地址的一个字节数据发
10、给主设备主设备接收到一个字节的数据后 给出 非响应位 即保持SDA为高电平 随后发出停止条件 结束总线操作 24C01 立即地址读 操作过程 24C01 选择读 主设备可以读24C01的任意地址主设备首先向总线发出起始条件 并以写操作的形式寻址24C01得到响应后 向24C01写入要写入的字节地址再次得到24C01的响应后 主设备发出重复起始条件并用读操作的形式再次寻址24C0124C01在发出响应位后 即可输出对应地址的一个字节数据主设备在接收到需要的数据后 给出 非响应位 结束本次总线操作 24C01 选择读 操作过程 24C01 连续读 连续读 操作可通过 立即读 和 选择读 操作启动在
11、24C01发送完一个8位字节数据后 主设备产生一个响应位 单个字节的读操作中主设备发出 非响应位 告知24C01主设备要求连续地读下一个字节的数据对应主设备产生的每个响应位 24C01将发送一个8位数据字节当主设备不发送响应位 并发出停止位时结束此次总线 连续读 操作 24C01 连续读 过程 实际应用中的24C08 24C08 Schematic SCL时钟信号SDA数据信号 I2C信号上拉电阻 24C08 课后作业 资料见FTP 学习I2C总线标准研究24CXX芯片数据手册研究ARM7原理图及PCB设计ARM7 DESIGN ddbhf44b0使用说明书 pdf 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
