中頻解調(diào)電路中的I2C總線接口電路

(2)地址檢測(cè)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，I2C總線每次通信輸入8位地址數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，電路進(jìn)行地址比較以后，如果地址正確，則接收控制數(shù)據(jù)。為了防止地址沖突，增加了地址選擇位，具體實(shí)現(xiàn)如圖4所示。D7～D1為發(fā)送的數(shù)據(jù)地址，由于S1，S2是可設(shè)置端口，有4種組合，即總線接口有4個(gè)地址，分別為1000010，100001l，1001010，100101l，只有當(dāng)D7～D1為100S101S2時(shí)，選址成功，即可以有效解決地址沖突。
(3)數(shù)據(jù)串并與并串的轉(zhuǎn)換。電路中，串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)主要由移位寄存器完成。它以并行方式與輸出模式寄存器和讀狀態(tài)寄存器相連；以串行方式與數(shù)據(jù)線SDA相連。發(fā)送的數(shù)據(jù)由讀狀態(tài)寄存器裝載到數(shù)據(jù)寄存器中。發(fā)送后數(shù)據(jù)又從串行通道返回?cái)?shù)據(jù)寄存器中，接收數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)寄存器裝入SDA線上的數(shù)據(jù)。
(4)內(nèi)部總線狀態(tài)的檢測(cè)。讀狀態(tài)寄存器連接著內(nèi)部總線的8位狀態(tài)位S0～S7，在讀狀態(tài)時(shí)，該寄存器將內(nèi)部總線的狀態(tài)讀進(jìn)去，再以并行方式傳給移位寄存器，移位寄存器以串行的方式傳給數(shù)據(jù)線，即內(nèi)部總線狀態(tài)被主控器讀取，如圖5所示。

(5)并行端口的擴(kuò)展。根據(jù)芯片功能的需要，設(shè)置了4組輸出模式寄存器，分別為調(diào)整模式寄存器、備用寄存器、開(kāi)關(guān)模式寄存器、數(shù)據(jù)模式寄存器。寄存器個(gè)數(shù)可根據(jù)芯片功能的需要進(jìn)行并行擴(kuò)展，由于每一組寄存器都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的子地址，所以每一組寄存器對(duì)應(yīng)相應(yīng)的時(shí)鐘CPl，CP2，CP3，CP4和控制端C1，C2，C3，C4。這些時(shí)鐘和控制端由1個(gè)帶控制端的2／4譯碼器輸出，所以每次只有1組寄存器工作，如圖5
所示。
(6)狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的設(shè)置與優(yōu)化。狀態(tài)機(jī)與控制邏輯作為I2C接口的控制中心，主要用于控制I2C接口電路的使能、啟動(dòng)、終止。圖5給出寄存器組圖的應(yīng)答、復(fù)位、選址及中斷請(qǐng)求等。通過(guò)對(duì)狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的優(yōu)化設(shè)置，僅使用3位狀態(tài)作為狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)端，在滿足更多功能的基礎(chǔ)上，電路更易于實(shí)現(xiàn)。如圖6所示，3個(gè)觸發(fā)器的輸出Q18，Q15，Q16為狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)，Qd0～Qd8為移位寄存器的輸出，HL91為移位寄存器的可控復(fù)位端，G111為地址檢測(cè)位，HL22為應(yīng)答位，C5，C6為移位寄存器與讀狀態(tài)寄存器的控制端。

上電后，狀態(tài)機(jī)的初始值被置位為全0。HL91作為移位寄存器輸入端的置位端將移位寄存器的輸入端置0。當(dāng)初始信號(hào)到來(lái)時(shí)，start信號(hào)變?yōu)?，此時(shí)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?00，開(kāi)始傳送尋址字節(jié)；當(dāng)8位地址傳送完畢后，假設(shè)為寫狀態(tài)，此時(shí)Qd8變?yōu)楦唠娖?，?yīng)答位HL22由高電平變?yōu)榈忘c(diǎn)平，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?10。HL91變高將移位寄存器的輸入置0，響應(yīng)結(jié)束后，應(yīng)答位由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑺顟B(tài)機(jī)的狀態(tài)變?yōu)?10，此時(shí)開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)。
I2C總線開(kāi)始工作后，主控器便發(fā)送尋址字節(jié)給移位寄存器，在移位寄存器將7位串行地址并行移出，且與地址寄存器的從地址進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)刂废嗤瑫r(shí)，Glll變?yōu)?，尋址成功，此時(shí)應(yīng)答信號(hào)HL22變?yōu)?，并告知主控制器。在尋址成功后，如果為讀狀態(tài)，則在傳完該字節(jié)之后，產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)，狀態(tài)機(jī)變?yōu)?00，移位寄存器控制端C5變?yōu)榈碗娖剑x狀態(tài)寄存器的控制端C6變?yōu)楦唠娖?，讀狀態(tài)寄存器讀入內(nèi)部總線狀態(tài)。其中，QI20是與讀／寫有關(guān)的控制端，響應(yīng)結(jié)束后，狀態(tài)機(jī)狀態(tài)變?yōu)?10，此時(shí)，C5變?yōu)楦唠娖剑珻6變?yōu)榈碗娖?，讀狀態(tài)寄存器將存儲(chǔ)的8位狀態(tài)位并行傳給移位寄存器；移位寄存器將狀態(tài)串行移出，發(fā)送給主控制器；主控制器接收到8位狀態(tài)位后，發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)給接收器，使它釋放數(shù)據(jù)線；響應(yīng)結(jié)束后，主控制器產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)，結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。
如果為寫狀態(tài)，在接收器產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)后，主控器將發(fā)送子地址給移位寄存器。根據(jù)輸出模式寄存器功能的不同，分別對(duì)應(yīng)3組不同的子地址。在狀態(tài)機(jī)與控制邏輯的作用下，子地址具有自動(dòng)加1功能，所以在讀寫多字節(jié)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，加上后面的2／4譯碼器，每次只選通1路輸出模式寄存器，如圖7所示。