i2c的特征有哪些
i2c的特征有哪些
I2C總線是由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。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下什么是i2c。
i2c的概述
I2C總線(I2C bus，Inter-IC bus)是一個(gè)雙向的兩線連續(xù)總線，提供集成電路(ICs)之間的通信線路。I2C總線是一種串行擴(kuò)展技術(shù)，最早由Philips公司推出，廣泛應(yīng)用于電視，錄像機(jī)和音頻設(shè)備。I2C總線的意思是“完成集成電路或功能單元之間信息交換的規(guī)范或協(xié)議”。Philips公司推出的I2C總線采用一條數(shù)據(jù)線(SDA)，加一條時(shí)鐘線(SCL)來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳輸及外圍器件的擴(kuò)展;對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的尋址是軟尋址方式，節(jié)省了片選線，標(biāo)準(zhǔn)的尋址字節(jié)SLAM為7位，可以尋址127個(gè)單元。
I2C總線有三種數(shù)據(jù)傳輸速度：標(biāo)準(zhǔn)，快速模式和高速模式。標(biāo)準(zhǔn)的是100Kbps，快速模式為400Kbps，高速模式支持快至3.4Mbps的速度。所有的與次之傳輸速度的模式都是兼容的。I2C總線支持7位和10位地址空間設(shè)備和在不同電壓下運(yùn)行的設(shè)備。
i2c的特征
1、只要求兩條總線線路：一條串行數(shù)據(jù)線SDA，一條串行時(shí)鐘線SCL;
2、每個(gè)連接到總線的器件都可以通過(guò)唯一的地址和一直存在的簡(jiǎn)單的主機(jī)/從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址，主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器;
3、它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線，如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化，數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞;
4、串行的8 位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s;
5、連接到相同總線的IC 數(shù)量只受到總線的最大電容400pF 限制。
i2c的術(shù)語(yǔ)
發(fā)送器：發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的器件;
接收器：從總線接收數(shù)據(jù)的器件;
主機(jī)：?jiǎn)?dòng)數(shù)據(jù)傳送并產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備;
從機(jī)：被主機(jī)尋址的器件;
多主機(jī)：同時(shí)有多于一個(gè)主機(jī)嘗試控制總線但不破壞傳輸;
主模式：用I2CNDAT支持自動(dòng)字節(jié)計(jì)數(shù)的模式;位I2CRM,I2CSTT,I2CSTP控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送;
從模式：發(fā)送和接收操作都是由I2C模塊自動(dòng)控制的;
仲裁：是一個(gè)在有多個(gè)主機(jī)同時(shí)嘗試控制總線但只允許其中一個(gè)控制總線并使傳輸不被破壞的過(guò)程;
同步：兩個(gè)或多個(gè)器件同步時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)程 。
i2c的數(shù)據(jù)傳輸
字節(jié)格式
發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位(MSB)，如果從機(jī)要完成一些其他功能后(例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序)才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘線SCL 保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。
應(yīng)答響應(yīng)
數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線(高)。
在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。
通常被尋址的接收器在接收到的每個(gè)字節(jié)后，除了用CBUS 地址開頭的數(shù)據(jù)，必須產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)不能響應(yīng)從機(jī)地址時(shí)(例如它正在執(zhí)行一些實(shí)時(shí)函數(shù)不能接收或發(fā)送)，從機(jī)必須使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)然后產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開始新的傳輸。
如果從機(jī)接收器響應(yīng)了從機(jī)地址，但是在傳輸了一段時(shí)間后不能接收更多數(shù)據(jù)字節(jié)，主機(jī)必須再一次終止傳輸。這個(gè)情況用從機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后沒(méi)有產(chǎn)生響應(yīng)來(lái)表示。從機(jī)使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。
如果傳輸中有主機(jī)接收器，它必須通過(guò)在從機(jī)發(fā)出的最后一個(gè)字節(jié)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，向從機(jī)發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。從機(jī)發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。
時(shí)鐘同步
所有主機(jī)在SCL線上產(chǎn)生它們自己的時(shí)鐘來(lái)傳輸I2C總線上的報(bào)文。數(shù)據(jù)只在時(shí)鐘的高電平周期有效，因此需要一個(gè)確定的時(shí)鐘進(jìn)行逐位仲裁。
時(shí)鐘同步通過(guò)線與連接I2C 接口到SCL 線來(lái)執(zhí)行。這就是說(shuō)SCL 線的高到低切換會(huì)使器件開始數(shù)它們的低電平周期，而且一旦器件的時(shí)鐘變低電平，它會(huì)使SCL 線保持這種狀態(tài)直到到達(dá)時(shí)鐘的高電平。但是如果另一個(gè)時(shí)鐘仍處于低電平周期，這個(gè)時(shí)鐘的低到高切換不會(huì)改變SCL 線的狀態(tài)。因此SCL 線被有最長(zhǎng)低電平周期的器件保持低電平。此時(shí)低電平周期短的器件會(huì)進(jìn)入高電平的等待狀態(tài)。
當(dāng)所有有關(guān)的器件數(shù)完了它們的低電平周期后，時(shí)鐘線被釋放并變成高電平。之后，器件時(shí)鐘和SCL線的狀態(tài)沒(méi)有差別，而且所有器件會(huì)開始數(shù)它們的高電平周期。首先完成高電平周期的器件會(huì)再次將SCL線拉低。
這樣產(chǎn)生的同步SCL 時(shí)鐘的低電平周期由低電平時(shí)鐘周期最長(zhǎng)的器件決定，而高電平周期由高電平時(shí)鐘周期最短的器件決定。
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