二:IIC总线构造图

IIC总线支持多主机总线,一条IIC许可多个主机的存在,当总线上有多个主机同时启用总线时,IIC也具备冲突检测和仲裁的功能来防止缺点发生;连接在IIC总线上的器件分为主机和从机,主机有权发起和结束一次通信,而从机只能被主机呼叫,平时我们用单片机掌握IIC器件时,单片机作为主机,接口器件作为从机。IIC总线在通信时总线上发送的数据的器件为发送器,吸收数据的器件为吸收器,主机和从机即可作为发送器,也可作为吸收器,二者没有固定的关系。

通信过程如下:
主机(Master)发送起始旗子暗记启用总线;主机(Master)发送一个字节数据指明从机地址和后续字节的传送方向;被寻址的从机(Slave)发送应答旗子暗记回应主机(Master);发送器发送一个字节数据;吸收器发送应答旗子暗记回应发送器;……(循环步骤4、5);通信完成后主机发送停滞旗子暗记开释总线。
四:IIC总线寻址办法
主机在发送起始旗子暗记后,先发送7bit的从机设备地址,随后发送第8位表示后续地址的传送方向,‘0’表示主机发送数据,‘1’表示主机吸收数据;总线上所有的器件吸收到该字节数据后,都将该起始旗子暗记后的第一个字节前7位地址与自己的地址进行比较,如果相同,则认为自己被主机寻址,然后再根据第一个字节的第8位确定自己时发送数据还是吸收数据。
五:IIC总线旗子暗记实现
(1)起始旗子暗记和停滞旗子暗记
SCL为高电平时,SDA由高电平变为低电平表示起始旗子暗记;SCL为高电平时,SDA由低电平变为高电平表示停滞旗子暗记;起始旗子暗记和停滞旗子暗记都是由主机发出,起始旗子暗记产生后总线处于占用状态,停滞旗子暗记产生后总线处于空闲状态。
(2)字节传送与应答
IIC总线通信时每个字节为8位长度,数据传送采取大端模式,先传送最高位,后传送低位,发送器发送完一个字节数据后吸收器必须发出1位应答来回应发送器,即一帧共有9位。
(3)同步旗子暗记
IIC总线再进行数据传送时,时钟线SCL位低电日常平凡代发送器向数据线上发送一位数据,在此期间数据上的旗子暗记许可发生变革,时钟线SCL为高电日常平凡代吸收器从数据线上读取一位数据,在此期间数据线上的旗子暗记不许可发生变革,必须保持稳定。
(4)范例IIC时序
主机向从机发送数据
从机向主机发送数据
阴影部分表示数据由主机向从机传送,无阴影部分则表示数据由从机向主机传送;A表示应答,A’表示非应答,S表示起始旗子暗记,P表示终止旗子暗记
六:上拉电阻的取值
(1)上拉电阻的最大取值
总线电容Cb是器件引脚、连接导线的总电容。在上升韶光(tr)一定的情形下,此电容限定了上拉电阻Rp的最大值。电平从0到1的过程中,由于寄生电容和上拉电阻会形成RC电路,导致韶光延迟,当该延迟大于电平0到电平1的有效韶光时,芯片读取到的电平是缺点的,可用电容充电公式推导出上拉电阻最大取值Rp(max):
(2)上拉电阻的最小取值
上拉电阻的最小值Rp(min)受到电源电压的影响,同时要考虑数字电路的静态协议:
注:VDD电源电压,单位V;Vol(max)为输出低电平时的电压,单位V,Iol为输出低电平时的灌电流,单位A,在IIC协议总线电气特色表中可查。
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