單片機(jī)訪問(wèn)IIC總線技術(shù)

作者：時(shí)間：2016-11-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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等所有器件數(shù)完了它們的低電平周期后，時(shí)鐘線會(huì)被釋放為高電平。之后所有器件開(kāi)始數(shù)他們的高電平，最早數(shù)完高電平的器件會(huì)再次把SCL拉低，因此高電平周期是由高電平周期最短的器件決定的。

總線仲裁同步時(shí)鐘時(shí)序圖：

仲裁：

主機(jī)只能在總線空閑的時(shí)候啟動(dòng)傳輸。兩個(gè)或多個(gè)主機(jī)可能在起始條件的最小持續(xù)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)起始條件，結(jié)果在總線上產(chǎn)生一個(gè)規(guī)定的起始條件。

當(dāng)SCL線是高電平時(shí)，仲裁在SDA線發(fā)生：在其他主機(jī)發(fā)送低電平時(shí)，發(fā)送高電平的主機(jī)將斷開(kāi)它的數(shù)據(jù)輸出級(jí)，因?yàn)榭偩€上的電平與它自己的電平不同。

仲裁可以持續(xù)多位。最開(kāi)始是比較地址位，如果有相同主機(jī)嘗試尋址相同的器件，仲裁會(huì)繼續(xù)比較數(shù)據(jù)位（如果是主機(jī)-發(fā)送器），或者比較響應(yīng)位（如果是主機(jī)-接收器）。因?yàn)镮IC總線的地址和數(shù)據(jù)信息由贏得仲裁的主機(jī)決定，在仲裁過(guò)程中不會(huì)丟失信息。即最后贏得總線的主機(jī)是發(fā)送或接受的數(shù)據(jù)是正確的主機(jī)。

丟失仲裁的主機(jī)可以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖知道丟失仲裁的該字節(jié)末尾。

由于HS模式的主機(jī)有一個(gè)唯一的8位主機(jī)碼，因此一般在第一個(gè)字節(jié)就可以結(jié)束仲裁。

如果主機(jī)也結(jié)合了從機(jī)的功能，而且在尋址階段丟失仲裁，它很可能就是贏得仲裁的主機(jī)在尋址的器件。因此丟失仲裁的主機(jī)要立即切換到從機(jī)模式。

兩個(gè)主機(jī)搶總線的時(shí)序圖：

IIC總線的控制只由地址或主機(jī)碼以及競(jìng)爭(zhēng)主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)決定，沒(méi)有中央主機(jī)，總線也沒(méi)有任何定制的優(yōu)先權(quán)。

注意：在串口傳輸時(shí)，當(dāng)重復(fù)起始條件或停止條件發(fā)送到IIC總線的時(shí)候，仲裁過(guò)程仍在進(jìn)行。

下面情況仲裁不發(fā)送：

1. 重復(fù)其實(shí)條件和數(shù)據(jù)位

2. 停止條件和數(shù)據(jù)位

3. 重復(fù)起始條件和停止條件

從機(jī)不會(huì)介入仲裁過(guò)程。

用時(shí)鐘同步機(jī)制作為握手

在字節(jié)級(jí)的快速傳輸中，器件可以快速接受字節(jié)，但是需要更多的時(shí)間保存接受到的字節(jié)或準(zhǔn)備另一個(gè)要發(fā)送的字節(jié)。因此，從機(jī)可以以一種握手過(guò)程在接受和響應(yīng)一個(gè)字節(jié)后使SCL線保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，直到從機(jī)準(zhǔn)備好下一個(gè)要傳輸?shù)淖止?jié)。時(shí)序參考Fig.6。

在位傳輸級(jí)可以通過(guò)延長(zhǎng)每個(gè)時(shí)鐘的低電平周期減慢總線時(shí)鐘。從而使主機(jī)和從機(jī)都能適應(yīng)器件內(nèi)部的操作速率。

HS模式，握手功能只能在字節(jié)級(jí)使用。

數(shù)據(jù)格式：

7位的地址格式：

數(shù)據(jù)的傳輸如下圖格式：

在起始條件(S)后，發(fā)送了一個(gè)從機(jī)的地址。地址共7位，緊接著的第8位是數(shù)據(jù)方向位(R/W)-‘0’ 表示發(fā)送寫(xiě)，‘1’表示請(qǐng)求數(shù)據(jù)讀。數(shù)據(jù)傳輸一般由主機(jī)產(chǎn)生的停止位(P)終止。但是主機(jī)還希望在總線上通訊，它可以產(chǎn)生重復(fù)起始條件(Sr)和尋址另一個(gè)從機(jī)，而不是首先產(chǎn)生一個(gè)停止條件。在這種傳輸中，可能有不同的讀/寫(xiě)格式組合。

如下圖：

7位尋址：

IIC總線的尋址過(guò)程是在起始條件后的第一個(gè)字節(jié)決定了主機(jī)選擇哪個(gè)主機(jī)。廣播呼叫‘地址除外。使用這個(gè)地址，理論上所有器件都會(huì)發(fā)出一個(gè)響應(yīng)。也可以使器件忽略這個(gè)地址。廣播呼叫地址的第二個(gè)字節(jié)定義了要采取的行動(dòng)。

當(dāng)主機(jī)在總線上發(fā)送了7個(gè)地址位之后，系統(tǒng)中的每個(gè)器件都在其實(shí)條件后講頭7位與自己的地址比較。如果一樣，器件會(huì)被主機(jī)尋址，從機(jī)的工作模式有第八位覺(jué)得（接受/發(fā)送)。

從機(jī)的地址位是由固定地址部分和可編程地址部分組成。如有4位固定的和3位通過(guò)芯片引腳可編程的那么可以掛載8個(gè)相同的芯片到IIC總線。

IIC地址的分配由IIC總線委員會(huì)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

起始位之后的第一個(gè)字節(jié)的一些特殊地址含義：

如下表：

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