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1、一、I2C总线定义I2C（InterIntegrated Circuit）总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于 连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如 今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行 查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬 盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。二、I2C总线特点I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线 占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低
2、了互联成本。总线的长度 可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优 点是，它支持多主控（multimastering），其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主 总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。三、I2C总线工作原理I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与 被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联 在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有 唯一的地址，在信息的传输过程
3、中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器）， 又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和 控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该 调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线 上，却彼此独立，互不相关。四、总线的构成及信号类型I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与 被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联 在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个
4、电路和模块都有 唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器）， 又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和 控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该 调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线 上，却彼此独立，互不相关。I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和 应答信号。开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送
5、数据。应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平 脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信 号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答 信号，由判断为受控单元出现故障。这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。目前有很多半导体集成电路上都集成了 I2C接口。带有I2C接口的单片机有：CYGNAL 的 C8051F0XX 系列，PHILIPSP87LPC7XX 系列，MICROCHIP 的 PIC16C6XX 系列等。彳艮 多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I
6、2C接口I2C总线是一种用于IC器件之间连接的双向二线制总线，所谓总线它上面可以挂多个 器件，并且通过两根线连接，占用空间非常的小，总线的长度可长达25英尺，并且能够以 10Kbps的最大传输速率支持4个组件。它的另一优点是多主控，只要能够进行接收和发送 的设备都可以成为主控制器，当然多个主控不能同一时间 工作。I2C总线有两根信号线，一根为SDA （数据线），一根为SCL （时钟线）。任何时候时 钟信号都是由主控器件产生。五、I2C总线操作I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据 则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器
7、件（通 常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停 止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间， SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。控制字节在起始条件之后，必须是器件的控制字节，其中高四位为器件类型识别符（不同的芯片 类型有不同的定义，EEPROM 一般应为1010），接着三位为片选，最后一位为读写位，当 为1时为读操作，为0时为写操作。写操作写操作分为字节写和页面写两种操作，对于页面写根据芯片的一次装载的字节不同有所 不同。读操作读操作有三种基本操作：当前地址读、随机读和顺序读。图4给出的是顺序读的时序图
8、。 应当注意的是：最后一个读操作的第9个时钟周期不是“不关心”。为了结束读操作，主机必 须在第9个周期间发出停止条件或者在第9个时钟周期内保持SDA为高电平、然后发出停 止条件。六、I2C总线应用目前有很多半导体集成电路上都集成了 I2C接口。带有I2C接口的单片机有：CYGNAL 的 C8051F0XX 系列，三星的 S3C24XX 系列，PHILIPSP87LPC7XX 系列，MICROCHIP 的 PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I2C接口。举常 I2C 器件/I2C Device1、存储器类： ATMEL公司的AT24CXX系列EEPROM；2、I2C总
9、线8位并行IO 口扩展芯片PCF8574/JLC1562；3、I2C 接口实时时钟芯片 DS1307/PCF8563/SD2000D/M41T80/ME901/ISL1208/；4、I2C 数据采集 ADC 芯片 MCP3221（12bitADC）/ADS1100（ 16bitADC）/ADS1112 （16bitADC）/MAX1238（ 12bitADC）/MAX1239（12bitADC）；5、I2C 接口数模转换 DAC 芯片 DAC5574（ 8bitDAC）/DAC6573 （10bitDAC）/DAC8571 （16bitDAC）/；6、I2C 接口温度传感器 TMP101/TM
10、P275/DS1621/MAX6625USB转I2C专用芯片：USB2I2CUSB2I2C是一个 USB 总线转 I2C 总线 I2C/IIC/TWI/SMBUS 的接 口芯片，通过 USB2I2C 芯片可以非常方便地实现PC机USB总线和下位机端I2C接口（即IIC或TWI总线:SCL线、 SDA线）之间的通信。USB2I2C芯片上位机PC端提供简单易用的USBIOX.DLL动态库调用，可以方便地被VB, VC, Delphi, Labview, BCB等上位机开发工具调用。相关例程在USBIO公司网站可 以找到。USB2I2C功能特点：全速USB设备接口，兼容USB V2.0o外围元件简单，只需1个12M晶体和2个电容。低成本，可以通过I2C总线直接实现上位机与下位机之间的连接，无需辅助MCUo上位机软件能够实现灵活实现I2C/IIC/TWI总线协议的各种操作。作为I2C总线Host/Master主机端。I2C接口提供SCL和SDA信号线，支持SCL时钟4种不同传输速度:100KHz/400KHz/750KHzo采用SSOP-20小型封装。
