硬件TWI使用及案例說明

I2C通訊協(xié)議具有運(yùn)行可靠、成本低廉、占用IO資源少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多級(jí)通訊中；中穎芯片硬件TWI（兩線串行接口）接口完全兼容I2C總線協(xié)議。

中穎芯片硬件TWI支持功能：

開漏輸出，通訊電平不受VDD影響；

支持主機(jī)模式和從機(jī)模式；

各個(gè)模式均支持發(fā)送和接受；

支持多級(jí)通訊的仲裁功能；

具有SCL低電平/高電平超時(shí)判斷；

器件地址可編程，帶多個(gè)地址屏蔽位，支持廣播功能；

支持標(biāo)準(zhǔn)模式（100K）和快速模式（400K）；

支持Clock Stretch功能

支持內(nèi)部上拉電阻功能

中穎芯片硬件TWI注意事項(xiàng)：

硬件TWI在傳輸ACK/NACK響應(yīng)信號(hào)時(shí)，在SCL由低跳高后產(chǎn)生TWI中斷標(biāo)志(TWINT)，并在SCL由高跳低時(shí)拉低SCL，在TWI中斷標(biāo)志清除后釋放SCL；

TWI中斷標(biāo)志（TWINT）在被清除前，TWI通訊會(huì)暫停，應(yīng)用程序必須在TWI中斷標(biāo)志（TWINT）清除前決定后續(xù)的動(dòng)作；

硬件TWI規(guī)定通訊過程中SCL總線維持高電平超過TFREE定義的時(shí)鐘個(gè)數(shù)時(shí)為“空閑”狀態(tài)，釋放總線；此功能無法關(guān)閉。

硬件TWI規(guī)定參與傳輸?shù)乃衅骷瑢r(shí)鐘線SCL維持低電平超過CNT定義的時(shí)鐘個(gè)數(shù)時(shí)為“總線超時(shí)”，釋放總線；此功能無法關(guān)閉。

硬件TWI通訊注意事項(xiàng)：

TWI中斷標(biāo)志（TWINT）置起后，軟件配置TWI即將執(zhí)行的動(dòng)作（如發(fā)送數(shù)據(jù)、回應(yīng)ACK/NACK、發(fā)送STO/清除STA信號(hào)等）后方可清除TWI中斷標(biāo)志（TWINT）；

硬件TWI作為從機(jī)時(shí)，在每次通訊開始前，提前將應(yīng)答信號(hào)準(zhǔn)備好（AA=1）；

為了增強(qiáng)通訊抗干擾能力，程序中建議增加SCL高電平超時(shí)判斷、總線超時(shí)判斷、特殊狀態(tài)機(jī)(00H)判斷；

硬件TWI操作流程示意圖：

硬件TWI出錯(cuò)案例:

硬件TWI通信錯(cuò)誤（從機(jī)）

原因：外界存在干擾。

當(dāng)從機(jī)TWI狀態(tài)機(jī)為B8時(shí)，從機(jī)繼續(xù)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，且準(zhǔn)備NACK信號(hào)，此時(shí)若外接干擾造成從機(jī)識(shí)別主機(jī)回傳的信號(hào)非正常信號(hào)，則從機(jī)狀態(tài)機(jī)會(huì)跳到非正常狀態(tài)機(jī)中，此時(shí)程序中未對(duì)應(yīng)答信號(hào)做處理，造成當(dāng)此輪通訊結(jié)束后，在開始下一輪通訊時(shí)，從機(jī)無ACK信號(hào)造成無法響應(yīng)主機(jī)通訊。

TWI默認(rèn)開啟SCK高電平超時(shí)功能，待發(fā)送完最后一個(gè)字節(jié)，此時(shí)AA清零；此時(shí)若存在因主機(jī)通訊或干擾造成SCK高電平超時(shí)時(shí)，TWI模塊會(huì)自動(dòng)釋放總線，此時(shí)AA仍然保持為之前的NACK狀態(tài)，造成在下一輪通訊時(shí)無法響應(yīng)主機(jī)通訊，通訊異常；

改善方案： 在傳輸完成最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后AA置位，這樣即使發(fā)生異常情況，待下一組時(shí)序到來時(shí)，從機(jī)仍能夠正常響應(yīng)主機(jī)；在程序其他異常狀態(tài)下置位AA，即使通信受到干擾，跳轉(zhuǎn)到異常狀態(tài)，仍能進(jìn)行下一次的通訊響應(yīng)。下圖列出TWI中斷代碼改善前后的代碼。

圖1改善前

圖2改善后

審核編輯：劉清