I2C总线硬件与协议(基础)

1.  电器特性

概念:I2C中心是 两线式 串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。

I2C总线只有两根双向信号线:

SDA:数据线     SCL:时钟线

控制原理:通过孔子SCL和SDA线高低电平时序,产生I2C总线协议所需的信号进行数据传输。在总线空闲状态,这两根线一般被上面所接的上拉电阻拉高,保持高电平。

I2C传输速率:100kbit/s ~ 3.4Mbit/s

2. 总线寻址

I2C总线协议规定:从设备采用7位的地址:

D7~D1:从设备地址;

D0位:数据传送方向位,为0时表示主设备向从设备写数据,为1时表示主机由从设备读数据。

主设备发送地址时,总线上的每个从设备都将这7位地址码与自己的地址进行比较,如果相同,则认为自己正在被主设备寻址,根据R/W位讲自己确定为发送器或接收器

从设备的地址有固定部分和用户自定义部分组成。

1. 固定部分:D7~D4 共4位决定。这是由从设备的生产厂商生产时就确定的值。

2. 用户自定义部分:D3~D1 共3位。这3位通常对应设备的3个引脚(A0~A2)。把三个引脚接到不同的电平上,就可以形成一个3位的数值。

                                                     

3. 总线时序

3.1 空闲状态

I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时,规定为总线的空闲状态。

 3.2 起始状态

在时钟线SCL保持高电平期间,数据线SDA上的电平被拉低(即负跳变),定义为I2C总线的启动信号,标志着一次数据传输的开始。

 3.3 结束状态

在时钟线SCL保持高电平期间,数据线SDA被释放,是的SDA上的电平被拉高(即正跳变),定义为I2C总线的停止信号,标志着一次数据传输的结束

 3.4 数据位传输

I2C总线上的书友数据(地址和数据)都是以8位一个字节位单位进行传输的。

 3.5 应答位

发送器没法送一个字节,就在时钟脉冲第9位释放数据线,并由接收器反馈一个应答信号。

应答信号为低电平时,定为有效应答位ACK,表示接收器已经成功接收了该字节;

应答位为高电平时,定为非应答位(NACK)表示接收器接收该字节失败。

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