IIC總線的主要特點(diǎn)/通信過程/讀寫過程

學(xué)習(xí)單片機(jī)肯定少不了一些總線的學(xué)習(xí)，今天我們來一起談?wù)処IC總線，它是我們非常常用的一種總線，這種總線類型是由飛利浦半導(dǎo)體公司在八十年代初設(shè)計(jì)出來的。

IIC總線是什么？

IIC主要是用來連接整體電路（ICS） ，IIC是一種多向控制總線，也就是說多個(gè)芯片可以連接到同一總線結(jié)構(gòu)下，同時(shí)每個(gè)芯片都可以作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂圃础＿@種方式簡化了信號傳輸總線接口。IIC的主要構(gòu)成只有兩個(gè)雙向的信號線，一個(gè)是數(shù)據(jù)線SDA，一個(gè)是時(shí)鐘線SCL。

IIC主要特點(diǎn)：

具有多機(jī)功能，該模塊既可以做主設(shè)備也可以做為從設(shè)備

IIC主設(shè)備功能，主要產(chǎn)生時(shí)鐘，產(chǎn)生起始信號和停止信號

IIC從設(shè)備功能，可編程的IIC地址檢測，停止位檢測

支持不同速率的通訊速度，標(biāo)準(zhǔn)速度（最高速度100kHZ），快速（最高400kHZ）

IIC通信過程：

主模式時(shí)，IIC的接口啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸并且產(chǎn)生時(shí)鐘信號。串行數(shù)據(jù)傳輸總是以其實(shí)條件開始并以停止條件借宿。起始條件和停止條件都是在主模式下由軟件產(chǎn)生控制的。

從模式時(shí)，IIC接口能識別它自己的地址（7位或者10位）和在數(shù)據(jù)總線廣播的地址（好比每個(gè)人都有不同的身份ID，叫到哪個(gè)哪個(gè)就發(fā)生應(yīng)答），同時(shí)軟件能夠控制開啟或者禁止廣播呼叫地址的識別。

數(shù)據(jù)和地址按照8位每個(gè)字節(jié)來傳輸，高位在前。跟在起始條件后的1或者2個(gè)字節(jié)是地址（7位模式為1個(gè)自己，10位模式為2個(gè)字節(jié)）。地址只能主模式發(fā)送。在一個(gè)字節(jié)傳輸?shù)?個(gè)時(shí)鐘后的第九個(gè)時(shí)鐘期間，從模式接收后必須回一個(gè)ACK給發(fā)送器，這樣才進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

提醒：在IIC空閑時(shí)候，SDA ，SCL 都是保持高電平。

起始信號：在時(shí)鐘SCL保持高電平，然后SDA數(shù)據(jù)線是從高電平變?yōu)榈碗娖奖硎酒鹗夹盘枺?/p>

停止信號：在時(shí)鐘SCL保持高電平，然后SDA數(shù)據(jù)線是從低電平變?yōu)楦唠娖奖硎就Ｖ剐盘枺?/p>

應(yīng)答信號：主機(jī)發(fā)送完一個(gè)8為數(shù)據(jù)后，會(huì)等待從機(jī)的回答一個(gè)ACK信號就是SDA將會(huì)拉低。

每一個(gè)字節(jié)必須保證是8位長度。數(shù)據(jù)傳送時(shí)，先傳送最高位（MSB），每一個(gè)被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。如果一段時(shí)間內(nèi)沒有收到從機(jī)的應(yīng)答信號，則自動(dòng)認(rèn)為從機(jī)已正確接收到數(shù)據(jù)。

在 IIC總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化，否者找成數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。

IIC的讀寫過程，這里的以都以主的角度來說。

以AT24C02與2440連接IIC通信，AT24C02為從，2440為主。

AT24C系列EEPROM芯片的固定部分為1010，A2，A1，A0引腳接高低電平后得到確定的3位編碼，形成7位編碼即為該器件的地址碼。

最后一位R/W表示是要讀還是要寫 ，0為寫入，1為讀出

IIC讀

單片機(jī)先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫方向位“0”（“偽寫”），發(fā)送完后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個(gè)時(shí)鐘信號。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號作為回應(yīng)。

然后，再發(fā)一個(gè)字節(jié)的要讀出器件的存儲(chǔ)區(qū)的首地址，收到應(yīng)答后，單片機(jī)要重復(fù)一次起始信號并發(fā)出器件地址和讀方向位（“1”），收到器件應(yīng)答后就可以讀出數(shù)據(jù)字節(jié)，每讀出一個(gè)字節(jié)，單片機(jī)都要回復(fù)應(yīng)答信號。當(dāng)最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，單片機(jī)應(yīng)返回以“非應(yīng)答”（高電平），并發(fā)出終止信號以結(jié)束讀出操作。

隨機(jī)讀

IIC寫入

單片機(jī)進(jìn)行寫操作時(shí)，首先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫方向位”0”（共8位，即一個(gè)字節(jié)），發(fā)送完后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個(gè)時(shí)鐘信號。被選中的存儲(chǔ)器器件在確認(rèn)是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號作為響應(yīng)，單片機(jī)收到應(yīng)答后就可以傳送數(shù)據(jù)了。傳送數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)首先發(fā)送一個(gè)字節(jié)的被寫入存儲(chǔ)器的首地址，收到存儲(chǔ)器器件的應(yīng)答后，單片機(jī)就逐個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，但每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后都要等待應(yīng)答。AT24C系列片內(nèi)地址在接收到每一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)地址后自動(dòng)加1，在芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”限度內(nèi)，只需輸入首地址。裝載字節(jié)數(shù)超過芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”時(shí)，數(shù)據(jù)地址將“上卷”，前面的數(shù)據(jù)將被覆蓋。

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