I2C總線原理與應(yīng)用

一.簡(jiǎn)介

I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由Philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)。由于其簡(jiǎn)單性，如今方泛用于微控制器與各種功能模塊的連接，可以說(shuō)是學(xué)單片機(jī)的人，入門之后，必定要涉及到的。

I2C 總線實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在超過(guò)100 種不同的IC 上實(shí)現(xiàn)，而且得到超過(guò)50 家公司的許可，正因?yàn)槠浜?jiǎn)單和應(yīng)用廣泛，因此其功能也越來(lái)不滿足人們的要求，其速度也從原來(lái)的100Kbit/S，增加了快速模式，其速度達(dá)400Kbit/S，再后來(lái)也增加了高速模式，其速度更達(dá)3.4Mbit/S。

二.功能和特點(diǎn)

I2C總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線，所謂總線它上面可以掛多少器件，并且通個(gè)兩根線連接，占用空間非常的小，總線的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。它的另一優(yōu)點(diǎn)是多主控，只要能夠進(jìn)行接收和發(fā)送的設(shè)備都可以成為主控制器，當(dāng)然多個(gè)主控不能同一時(shí)間工作。

I2C總線有兩根信號(hào)線，一根為SDA（數(shù)據(jù)線），一根為SCL（時(shí)鐘線）。任何時(shí)候時(shí)鐘信號(hào)都是由主控器件產(chǎn)生。

I2C總線在傳送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，主要有三種控制信號(hào)：起始信號(hào)，結(jié)不信號(hào)，應(yīng)答信號(hào)

起始信號(hào)：當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，開始傳送數(shù)據(jù)

結(jié)束信號(hào)：當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平轉(zhuǎn)為高電平時(shí)，結(jié)束數(shù)據(jù)傳送

應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出低電平信號(hào)，表示已收到數(shù)據(jù)。這個(gè)信號(hào)可以是主控器件發(fā)出，也可以是從動(dòng)器件發(fā)出。總之由接收數(shù)據(jù)的器件發(fā)出。

這些信號(hào)中，起始信號(hào)是必需的，結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，都可以不要。

三.基本操作

下面我們以ATMEL公司的AT24C02來(lái)介紹I2C的基本操作

AT24C02是美國(guó)ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含256×8bit存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（2.5～5.5V）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。他在系統(tǒng)中始終為從動(dòng)器件。

對(duì)AT24C02的操作主要有：字節(jié)讀，字節(jié)寫，頁(yè)面讀，頁(yè)面寫

首先發(fā)送起始信號(hào)，如下圖，起始信號(hào)后必須是控制字，

控制字格式如下，其中高四位為器件類型識(shí)別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應(yīng)為1010），接著三位為片選，也就是三個(gè)地址位，最后一位為讀寫控制位，當(dāng)為1(Input)時(shí)為讀操作，為0(Output)時(shí)為寫操作。