I2C總線(xiàn)原理與應用

一.簡(jiǎn)介

I2C(Inter－Integrated Circuit)總線(xiàn)是一種由Philips公司開(kāi)發(fā)的兩線(xiàn)式串行總線(xiàn)，用于連接微控制器及其外圍設備。I2C總線(xiàn)產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設備開(kāi)發(fā)。由于其簡(jiǎn)單性，如今方泛用于微控制器與各種功能模塊的連接，可以說(shuō)是學(xué)單片機的人，入門(mén)之后，必定要涉及到的。

I2C 總線(xiàn)實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)國際標準在超過(guò)100 種不同的IC 上實(shí)現，而且得到超過(guò)50 家公司的許可，正因為其簡(jiǎn)單和應用廣泛，因此其功能也越來(lái)不滿(mǎn)足人們的要求，其速度也從原來(lái)的100Kbit/S，增加了快速模式，其速度達400Kbit/S，再后來(lái)也增加了高速模式，其速度更達3.4Mbit/S。

二.功能和特點(diǎn)

I2C總線(xiàn)是一種用于IC器件之間連接的雙向二線(xiàn)制總線(xiàn)，所謂總線(xiàn)它上面可以?huà)於嗌倨骷?，并且通個(gè)兩根線(xiàn)連接，占用空間非常的小，總線(xiàn)的長(cháng)度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。它的另一優(yōu)點(diǎn)是多主控，只要能夠進(jìn)行接收和發(fā)送的設備都可以成為主控制器，當然多個(gè)主控不能同一時(shí)間工作。

I2C總線(xiàn)有兩根信號線(xiàn)，一根為SDA（數據線(xiàn)），一根為SCL（時(shí)鐘線(xiàn)）。任何時(shí)候時(shí)鐘信號都是由主控器件產(chǎn)生。

I2C總線(xiàn)在傳送數據的過(guò)程中，主要有三種控制信號：起始信號，結不信號，應答信號

起始信號：當SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平轉為低電平時(shí)，開(kāi)始傳送數據

結束信號：當SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平轉為高電平時(shí)，結束數據傳送

應答信號：接收數據的器件在接收到8bit數據后，向發(fā)送數據的器件發(fā)出低電平信號，表示已收到數據。這個(gè)信號可以是主控器件發(fā)出，也可以是從動(dòng)器件發(fā)出?？傊山邮諗祿钠骷l(fā)出。

這些信號中，起始信號是必需的，結束信號和應答信號，都可以不要。

三.基本操作

下面我們以ATMEL公司的AT24C02來(lái)介紹I2C的基本操作

AT24C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內含256×8bit存儲空間，具有工作電壓寬（2.5～5.5V）、擦寫(xiě)次數多（大于10000次）、寫(xiě)入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。他在系統中始終為從動(dòng)器件。

對AT24C02的操作主要有：字節讀，字節寫(xiě)，頁(yè)面讀，頁(yè)面寫(xiě)

首先發(fā)送起始信號，如下圖，起始信號后必須是控制字，

控制字格式如下，其中高四位為器件類(lèi)型識別符（不同的芯片類(lèi)型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著(zhù)三位為片選，也就是三個(gè)地址位，最后一位為讀寫(xiě)控制位，當為1(Input)時(shí)為讀操作，為0(Output)時(shí)為寫(xiě)操作。