I2C接口基本知识

I2C总线接口的基本知识，总线和接口的区别：总线是一组传输通道，如IIC总线。接口是一种连接标准，如IIC接口。两者之间的关系是IIC接口设备都通过IIC总线通信，而不是IIC总线上的所有设备都是IIC接口。I2C巴士是什么？I2C (I2C(内部集成电路)总线是飞利浦公司开发的双线串行总线。一条数据线SDA和一条串行时钟线SCL用于连接微处理器及其外围设备，实现全双工同步数据处理。它是微电子通信控制领域广泛使用的总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有连接线少、控制方式简单、设备封装形式小、通信速率高等优点。I2C串行总线有两条信号线：一条双向数据线SDA；另一条是SCL钟线。连接到I2C总线的设备的所有串行数据都连接到总线的SDA线，每个设备的时钟线SCL连接到总线的SCL。I2C总线的SCL和SDA端口的输出是开路漏极，因此使用时必须连接上拉电阻。上拉电阻的大小与电源电压、传输速率等有关。这是因为外围设备具有开路漏极，并且上拉电阻的大小在一定程度上影响外围设备中信号传输的延迟时间。使用10K欧姆的上拉电阻，串行8位双向数据传输的比特率在标准模式下可以达到100千位/秒。快速模式下最高400kbit/s，带2K欧姆上拉电阻。高速模式下最高3.4兆位/秒。仲裁和时钟同步不在高速模式下执行以加速位处理能力。同时，高速模式下的主机设备具有用于SDAH信号的开漏输出缓冲器和用于SCLH输出的开漏下拉和电流源上拉电路。该电流源电路缩短了SCLH信号的上升时间。在Hs模式下，任何时候，只有一个主机的电流源是活动的。I2C总线上外围扩展器件的数量是带电压负载的CMOS器件。因此，总线上的器件数量不是由电流负载容量决定的，而是由电容负载容量决定的。通常I2C巴士的载客量为400马力。同时，因为外围设备的地址是唯一的，所以外围设备的数量也受到设备地址空间的限制。地址是唯一的。I2C总线上的所有外围设备都需要一个唯一的地址，该地址由设备地址和引脚地址组成，总共7位。设备地址是I2C设备固有的地址码，在工厂给出，不能更改。引脚地址由I2C总线的外围设备的地址引脚(A2，A1，AO)确定，并且根据它们是连接到电源的正电极、接地还是悬挂在电路中而形成不同的地址码。引脚地址的数量决定了同一设备可以访问的最大总线数量。r/w u是方向位，r/w u 0表示主设备向从设备发送数据，r/w u 1表示主设备读取从设备数据。I2C总线上的所有外围设备都需要一个唯一的地址，该地址由设备地址和引脚地址组成，总共7位。设备地址是I2C设备固有的地址码，在工厂给出，不能更改。引脚地址由I2C总线的外围设备的地址引脚(A2，A1，AO)确定，并且根据它们是连接到电源的正电极、接地还是悬挂在电路中而形成不同的地址码。引脚地址的数量决定了同一设备可以访问的最大总线数量。r/w u是方向位，r/w u 0表示主设备向从设备发送数据，r/w u 1表示主设备读取从设备数据。主从通信，I2C协议使用主/从双向通信。I2C总线的操作(数据传输)由主机控制。所谓的主机是在开始数据传输时发出时钟信号(发出开始信号)和在传输结束时发出停止信号的设备，通常主机是微处理器。主机搜索的设备称为从机。主机和从机之间的数据传输可以从主机到从机。任何向总线发送数据的设备都被称为发送器，或者从从设备到主设备。从总线接收数据的设备称为接收器。总线争用的仲裁，可能有多个设备连接到总线，有时两个或多个主设备想同时占用总线，这称为总线争用。I2C总线具有多主机能力，可以仲裁SDA线上发生的总线争用。其仲裁原理如下：当多个主设备想同时占用总线时，如果一个主设备发送高电平，而另一个主设备发送低电平，此时发送电平与SDA总线电平不匹配的设备将自动关闭其输出级。公共汽车竞赛的仲裁分两个层次进行。首先是地址位的比较。如果主设备寻址同一个从设备，则进入数据位比较，从而确保竞争仲裁的可靠性。因为I2C巴士上的信息用于仲裁，所以信息不会丢失。I2C总线在数据传输过程中有三种信号，即启动信号、停止信号和应答信号。启动信号：当SCL为高电平时，SDA从高电平跳到低电平，开始传输数据。停止信号：当SCL为低电平时，SDA从低电平转换到高电平，结束数据传输。响应信号：接收8位数据后，接收数据的集成电路向发送数据的集成电路发送一个特定的低电平脉冲，表示数据已被接收。在向受控单元发送信号后，中央处理器等待受控单元发送响应信号，在接收到响应信号后，中央处理器根据实际情况判断是否继续发送信号。如果没有接收到响应信号，则判断受控单元出现故障。对于I2C接口应用，由于串行总线连接数量少且结构简单，通常无需使用专用主板和插座就可以直接用电线连接各种设备。因此，串行总线的使用大大简化了系统硬件设计。十多年前，飞利浦公司推出了I2C串行总线。它是一种高性能串行总线，具有多主机系统所需的高速和低速设备的仲裁和同步等功能。最初是为音频和视频设