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电路中的I2C是什么意思

时间:2020-07-27 00:18来源:皇朝游戏

 

I2C

SPI类似,I2 C(也写作I2C,读作IC)用来为电路板层次的集成电路、传感器等元件的连接提供短程接口。它并不是用来与PC连接的,尽管使用了正确的接口元件也可以连接。有的模块就使用了I2C技术,例如Velleman K8000接口板。I2CSPI不同之处是,它的接口是多主控式,使用寻址方法而非芯片选择线(SS)。图14-8展示了多个I2C器件的并联。

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 14-8 多个并联的I2C器件

I2C只使用两条双向信号线:串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)。没有选择线,而且因为I2C是半双工接口,所以它只需要一条数据线。数据线都是漏极开路 ,即器件内部的FET的漏极与SDASCL引脚相连接。这也意味着I2C接口被强制接到外部上拉电阻。上拉电压一般为3.3 V~5 V,由元件的I2C接口规范决定。当一件设备作为电流主设备,将两个总线信号调整到开始状态时,I2C总线上的数据交换就开始了,同时其他I2C设备也收到信号,知道主设备需要通信。当开始状态一出现,所有的I2C设备都会做好等待总线传输数据的准备。

电路中的I2C是什么意思 - 海猎网-皇朝游戏  尽管SPI起初没有官方的规范文件,但是I2C一开始就由飞利浦半导体(现在的NXP)提供了正式的文件。可以在NXP的皇朝游戏上查阅I2C的官方说明文件和用户指南(http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204.pdf )。

开始状态出现后,主设备发送一个I2C设备的地址以及要进行的操作的命令(读或写)。当其他I2C设备都接收到地址后,它们将接收到的地址与自己的地址比较,如果不匹配,就一直保持在等待状态,直到总线被停止状态释放为止。如果地址与一个I2C设备匹配,该设备就将产生一个应答响应发送给主设备。

主设备接收到应答响应后,就会开始传送数据,或者等待响应的从设备返回数据,这取决于先前传送的地址是读地址还是写地址。在读入数据时,主设备对从设备传回的每个字节都发送一个响应信号。在数据传输完成时,主设备释放I2C总线,把它设置为停止状态。

I2C的使用比较简单,但是在它的高度简洁性后面,隐藏的是较低的复杂度。例如,将I2CAVR微控制器配合使用要将数据写入微控制器内部控制双导线接口(TWI)子系统的内部寄存器。TWI包含了设置开始停止状态、控制传送速度(比特率)和进行地址匹配的必要逻辑电路。它也承担应答功能,如果另一个器件恰巧已经是总线上的主设备,那它还要检测可能的总线冲突(总线仲裁)。

AVR微控制器执行一次完整的I2C数据传输的步骤如前文所述。然而,使用I2C接口的每种微控制器的逻辑电路可能都略有不同,但I2C标准还是规定了基本的操作顺序。

I2C支持7位或10位地址,由所使用的器件决定。在图14-9中所示的原始的7位设计类型中,最低有效位(LSB)表明该地址是用来从主设备读取数据还是向主设备写入数据。剩下的7位构成了总线上特定I2C外围设备的实际地址。

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 14-9 7I2C地址格式

一个10位地址包含2字节,该地址分两步发送,如图14-10所示。最高有效字节首先发送,然后是最低有效字节。注意,当使用10位地址时,从设备为这两个地址字节各发送一个应答信号(ACK)。

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 14-10 10I2C地址格式

在设备制造生产时,它就被分配了一个地址。对于大容量元件,通常使用的方法是向NXP请求地址分配。如果你要连接两个微控制器,你可以给它们分配你想要的任何地址,但是选择要慎重。

14-2列出的一些地址值是由NXP指定并保留的。

14-2 I2C保留的7位地址

地址字节

R/W数字

描述

0000 0000

0(写)

皇朝游戏广播寻址

0000 0001

1(读)

开始字节

0000 001X

任意

CBUS地址

0000 010X

任意

保留

0000 011X

任意

保留

0000 1XXX

任意

皇朝游戏模式主设备编码

1111 1XX1

1(读)

设备ID

1111 0XXX

任意

10位从设备地址

注意,表14-2中的地址字节一栏展示了地址字节的8位数字,而图14-9中地址的最低有效位是读/写控制位。另外,当某个数字位标为任意时,这意味着这个数位的值(无论是什么)都会被I2C设备忽略。关于这些保留地址的更详细信息,请参考NXP I2C规范文件(http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204.pdf )。大多数情况下,10位地址是最常用到的。

I2C的地址分配并没有官方公布的列表,NXP对此的看法是,如果将所有的地址分配都发布出来,人们可能就会决定为新产品使用从未用过的地址,而不再向NXP提出分配地址的请求。这当然会引发官方地址和劣质地址之间的冲突。利莫尔·弗里德(Adafruit创始人)与其合皇朝游戏已经开始收集并发布他们用到的I2C地址了(http://www.ladyada.net/library/i2caddr.html )。

I2C技术参数为I2C接口规定了四种不同的速度(比特率 ),如表14-3所示。

14-3 I2C比特率

名称

全称

最大速率(kbits

Sm

标准模式

100

Fm

快速模式

400

Fm+

加快模式

1000

Hs

皇朝游戏模式

3400

还有一种超快模式,使用单向总线时,最大传输速率5 Mb/s,但是传统的I2C接口与该模式不兼容。

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