IIC总线的主要特点/通信过程/读写过程

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来源&＃xff1a;网路素材

学习单片机肯定少不了一些总线的学习&＃xff0c;今天我们来一起谈谈IIC总线&＃xff0c;它是我们非常常用的一种总线&＃xff0c;这种总线类型是由飞利浦半导体公司在八十年代初设计出来的。

IIC总线是什么

IIC主要是用来连接整体电路&＃xff08;ICS&＃xff09;&＃xff0c;IIC是一种多向控制总线&＃xff0c;也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下&＃xff0c;同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线接口。IIC的主要构成只有两个双向的信号线&＃xff0c;一个是数据线SDA&＃xff0c;一个是时钟线SCL。

IIC主要特点

• 具有多机功能&＃xff0c;该模块既可以做主设备也可以做为从设备。

• IIC主设备功能&＃xff0c;主要产生时钟信号&＃xff08;起始信号和停止信号&＃xff09;。

• IIC从设备功能&＃xff0c;可编程的IIC地址检测&＃xff0c;停止位检测。

• 支持不同速率的通讯速度&＃xff0c;标准速度&＃xff08;最高速度100kHZ&＃xff09;&＃xff0c;快速&＃xff08;最高400kHZ&＃xff09;。

IIC通信过程

主模式时&＃xff0c;IIC的接口启动数据传输并且产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始并以停止条件结束。起始条件和停止条件都是在主模式下由软件产生控制的。

从模式时&＃xff0c;IIC接口能识别它自己的地址&＃xff08;7位或者10位&＃xff09;和在数据总线广播的地址&＃xff08;好比每个人都有不同的身份ID&＃xff0c;叫到哪个哪个就发生应答&＃xff09;&＃xff0c;同时软件能够控制开启或者禁止广播呼叫地址的识别。

数据和地址按照8位每个字节来传输&＃xff0c;高位在前。跟在起始条件后的1或者2个字节是地址&＃xff08;7位模式为1个字节&＃xff0c;10位模式为2个字节&＃xff09;。地址只能主模式发送。在一个字节传输的8个时钟后的第九个时钟期间&＃xff0c;从模式接收后必须回一个ACK给发送器&＃xff0c;这样才进行数据传输。

提醒&＃xff1a;在IIC空闲时&＃xff0c;SDA、SCL都是保持高电平。

起始信号&＃xff1a;在时钟SCL保持高电平&＃xff0c;然后SDA数据线是从高电平变为低电平表示起始信号。

停止信号&＃xff1a;在时钟SCL保持高电平&＃xff0c;然后SDA数据线是从低电平变为高电平表示停止信号。

应答信号&＃xff1a;主机发送完一个8位数据后&＃xff0c;会等待从机的回答&＃xff1b;一个ACK信号&＃xff0c;SDA将会拉低。

每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时&＃xff0c;先传送最高位&＃xff08;MSB&＃xff09;&＃xff0c;每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位&＃xff08;即一帧共有9位&＃xff09;。如果一段时间内没有收到从机的应答信号&＃xff0c;则自动认为从机已正确接收到数据。

在IIC总线进行数据传送时&＃xff0c;时钟信号为高电平期间&＃xff0c;数据线上的数据必须保持稳定&＃xff0c;只有在时钟线上的信号为低电平期间&＃xff0c;数据线上的高电平或低电平状态才允许变化&＃xff0c;否则造成数据发送失败。

IIC通信过程

IIC的读写过程&＃xff0c;这里都以主的角度来说。

以AT24C02与2440连接IIC通信&＃xff0c;AT24C02为从&＃xff0c;2440为主。

AT24C系列EEPROM芯片的固定部分为1010&＃xff0c;A2&＃xff0c;A1&＃xff0c;A0引脚接高低电平后得到确定的3位编码&＃xff0c;形成7位编码即为该器件的地址码。

最后一位R/W表示是要读还是要写&＃xff0c;0为写入&＃xff0c;1为读出。

▶ IIC读

单片机先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”&＃xff08;“伪写”&＃xff09;&＃xff0c;发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后&＃xff0c;在SDA线上产生一个应答信号作为回应。

然后&＃xff0c;再发一个字节的要读出器件的存储区的首地址&＃xff0c;收到应答后&＃xff0c;单片机要重复一次起始信号并发出器件地址和读方向位&＃xff08;“1”&＃xff09;&＃xff0c;收到器件应答后就可以读出数据字节&＃xff0c;每读出一个字节&＃xff0c;单片机都要回复应答信号。当最后一个字节数据读完后&＃xff0c;单片机应返回以“非应答”&＃xff08;高电平&＃xff09;&＃xff0c;并发出终止信号以结束读出操作。

▶ 随机读

▶ IIC写入

单片机进行写操作时&＃xff0c;首先发送该器件的7位地址码和写方向位”0”&＃xff08;共8位&＃xff0c;即一个字节&＃xff09;&＃xff0c;发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后&＃xff0c;在SDA线上产生一个应答信号作为响应&＃xff0c;单片机收到应答后就可以传送数据了。传送数据时&＃xff0c;单片机首先发送一个字节的被写入存储器的首地址&＃xff0c;收到存储器器件的应答后&＃xff0c;单片机就逐个发送数据字节&＃xff0c;但每发送一个字节后都要等待应答。AT24C系列片内地址在接收到每一个数据字节地址后自动加1&＃xff0c;在芯片的“一次装载字节数”限度内&＃xff0c;只需输入首地址。装载字节数超过芯片的“一次装载字节数”时&＃xff0c;数据地址将“上卷”&＃xff0c;前面的数据将被覆盖。

▶ 字节写入

▶ 页写入

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