I2C串行總線(xiàn)組成及其工作原理

　　采用串行總線(xiàn)技術(shù)可以使系統的硬件設計大大簡(jiǎn)化，系統的體積減小，可靠性提高，同時(shí)系統更容易更改和擴充

　　常用的串行擴展總線(xiàn)有：I2c總線(xiàn)，單總線(xiàn)，SPI總線(xiàn)，以及microwire、Plus等等

　　I2c總線(xiàn)只有兩根雙向信號線(xiàn)，一根是數據線(xiàn)SDA，另一根是時(shí)鐘線(xiàn)SCL

　　I2c總線(xiàn)通過(guò)上拉電阻接正電源。因此I2C總線(xiàn)的設備都要接上拉電阻

　　當總線(xiàn)閑置的時(shí)候，兩根線(xiàn)均為高電平，連接到總線(xiàn)上的任何一個(gè)器件輸出的低電平，都將使得總線(xiàn)得到信號變低，及各個(gè)器件的SDA和SCL都是線(xiàn)與的關(guān)系

　　每個(gè)接入到I2C總線(xiàn)都有唯一的地址，主機與其他器件間的數據傳送可以是由主機發(fā)送數據到其他器件，這時(shí)主機即是發(fā)送器，由總線(xiàn)上接收數據的器件稱(chēng)為是接收器。

　　在多主機系統中，可能同時(shí)由幾個(gè)主機企圖啟動(dòng)總線(xiàn)傳送數據，為了避免混亂，I2C總線(xiàn)要通過(guò)總線(xiàn)仲裁，已決定由哪臺主機控制總線(xiàn)

　　數據位的有效性

　　I2C總線(xiàn)進(jìn)行數據傳送時(shí)，時(shí)鐘信號為高電平期間，數據線(xiàn)上的數據必須保持穩定，只有時(shí)鐘線(xiàn)上的信號為低電平期間，數據線(xiàn)上的高電平和低電平狀態(tài)才允許變化

　　起始信號和終止信號

　　SCL線(xiàn)為高電平期間，SDA線(xiàn)由高電平向低電平的變化表示起始信號，SCL線(xiàn)為高電平期間，SDA線(xiàn)由低電平向高電平變化表示終止信號

　　數據傳送的格式

　　(1)字節傳送與應答

　　每一個(gè)字節必須保證是8位長(cháng)度，數據傳送時(shí)，先傳送的是最高位(MSB)，每一個(gè)被傳送的字節后面都必須跟隨一位應答位，即(一幀共有9位)，應答信號由從機發(fā)送給主機

　　每次數據傳送總是由主機產(chǎn)生的終止信號結束，但是若主機希望繼續占用總線(xiàn)進(jìn)行新的數據傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號，馬上再次發(fā)出起始信號對另一個(gè)從機進(jìn)行尋址

　　在總線(xiàn)的一個(gè)數據傳上過(guò)程中，可以有一下幾種傳送方式的組合方式

　　a，主機向從機發(fā)送數據，數據傳送的方向在整個(gè)傳送過(guò)程中不變

　　A表示應答，A非表示非應答，s表示其實(shí)信號，p表示終止信號

　　主機發(fā)送地址時(shí)，總線(xiàn)上的每一個(gè)從機都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認為自己正在被主機尋址，根據R/T位將自己確定為發(fā)送器或接收器

　　從機地址由固定部分和可編程部分組成，可編程的部分決定了可接入總線(xiàn)該器件的最大數目。

　　由操作時(shí)序可知要進(jìn)行必要的延時(shí)

　　起始操作示例代碼：

　　void T2CStart(void)

　　{

　　SDA = 1;

　　SomeNop();//大于微秒級別

　　SCL = 1;

　　SomeNop();

　　SDA = 0;

　　SomeNop();

　　}

　　終止指令：

　　void I2CStop(void)

　　{

　　SDA = 0;//data由0變到1為終止指令

　　SomeNop();

　　SCL = 1;

　　SomeNop();

　　SDA = 1;

　　SomeNop();

　　}

　　I2C總線(xiàn)擴展  

　　串行E2PROM的擴展

　　(2)寫(xiě)入過(guò)程：AT24CEEPROM的固定地址為1010，A2,A1A0引腳接入高低電平可以得到確定的3位編碼，形成的7位編碼即為該器件的地址碼

　　單片機進(jìn)行寫(xiě)操作的時(shí)候，首先

　　發(fā)送該器件的7位地址嗎和寫(xiě)方向的方向碼0，發(fā)送完以后釋放SDA線(xiàn)并在SCL線(xiàn)上產(chǎn)生第九個(gè)時(shí)鐘信號，被選中的存儲器再確認自己的地址后，在SDA上產(chǎn)生一個(gè)應答信號作為響應

　　，單片機接收到信號就可以傳送數據了

　　傳送數據時(shí)，單片機首先發(fā)送一個(gè)字節的被寫(xiě)入器件的存儲區的首地址，收到存儲器器件的應答后，單片機就逐個(gè)發(fā)送各個(gè)數據的字節，但是每次發(fā)送一個(gè)字節后都要等待應答

　　收到每個(gè)字節的地址后，芯片上的地址會(huì )自動(dòng)加一

　　寫(xiě)入n個(gè)字節的數據格式

　　讀出過(guò)程

　　單片機首先發(fā)送該器件的7位地址碼和寫(xiě)方向位0(偽寫(xiě))，發(fā)送完后釋放SDA線(xiàn)并在SCL線(xiàn)上產(chǎn)生9個(gè)時(shí)鐘信號，被選中的存儲器器件在確認自己的地址之后，在SDA上產(chǎn)生一個(gè)應答信號作為回應

　　然后在發(fā)送一個(gè)字節的要讀出存儲去的首地址，收到應答，單片機要重復一次起始信號并發(fā)出器件地址的讀方向位(1)，收到器件應答就可以讀出字節，每次讀出一個(gè)字節，單片機都要回復一個(gè)應答信號，但最后讀出一個(gè)字節，單片機應返回非應答信號(高電平)并發(fā)出終止信號以結束讀出操作

　　示例代碼：

　　#include

　　#define uchar unsigned char

　　#define uint unsigned int

　　sbit sda = P2^3;

　　sbit scl = P2^2;

　　sbit wp = P2^1;

　　void delay()//微妙級別的延時(shí)函數

　　{;;}

　　void start()//開(kāi)始信號

　　{

　　sda = 1;

　　delay();

　　scl = 1;

　　delay();

　　sda = 0;

　　delay();

　　}

　　void stop()//停止信號

　　{

　　sda = 0;

　　delay();

　　scl = 1;

　　delay();

　　sda = 1;

　　delay();

　　}

　　void respons()//應答信號

　　{

　　uchar i;

　　scl = 1;

　　delay();

　　while((sda ==1)&&(i<250))//等到第九個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)候，還沒(méi)有變?yōu)?，

　　//那么scl將自動(dòng)的變?yōu)?,表示收到信號

　　{

　　i++;

　　}

　　scl = 0;

　　}

　　void init()

　　{

　　sda = 1;

　　scl = 1;//把線(xiàn)全部釋放

　　}

　　void write_byte(uchar date)

　　{

　　uchar i,temp;

　　temp = date;

　　scl = 0;

　　delay();

　　for(i = 0;i<8;i++)//寫(xiě)8次

　　{

　　temp = temp<<1;//表示將temp左移1位，將最高位移入psw寄存器中的cy位，

　　//然后將最高位賦值給sda，送走數據

　　scl = 1;//數據穩定了

　　delay();

　　sda = CY;

　　delay();

　　scl = 0;//讀走數據

　　delay();

　　}

　　sda = 1;//注意養成釋放總線(xiàn)的習慣

　　delay();

　　}

　　uchar read_byte()

　　{

　　uchar i,j,k;

　　scl = 0;

　　delay();

　　sda = 1;//釋放數據總線(xiàn)

　　delay();

　　for(i=0;i<8;i++)

　　{

　　scl = 1;

　　delay();

　　j = sda ;//讀取數據

　　k =(k<<1)"j;

　　scl = 0;

　　delay();

　　}

　　return k;

　　}

　　uchar read_add(uchar address)

　　{

　　uchar date;

　　start();

　　write_byte(0xa0);//表示寫(xiě)入器件的地址

　　respons();

　　write_byte(address);

　　respons();

　　start();

　　write_byte(0xa1);

　　respons();

　　date=read_byte();

　　stop();

　　return date;

　　}

　　void write_add(uchar address,uchar date)

　　{

　　init();//初始化信號總線(xiàn)和地址總線(xiàn)

　　start();//啟動(dòng)信號

　　write_byte(0xa0);//表示寫(xiě)入器件的地址

　　respons();

　　write_byte(address);//表示往這個(gè)器件內部的第三個(gè)地址處寫(xiě)入地址

　　respons();

　　write_byte(date);//表示器件內部的數據

　　respons();

　　stop();

　　}

　　void delay1(uint z)

　　{

　　uint x,y;

　　for(x= z;x>0;x--)

　　for(y=110;y>0;y--);

　　}

　　void main()

　　{

　　init();

　　write_add(23,125);

　　delay1(100);

　　P1=read_add(23);

　　while(1);

　　}