I2C总线时序详解

1、I2C总线时序详解I2C总线位传输由于连接到I2C总线的器件有不同种类的工艺 （CMOSNMOS双极性）， 逻辑0 （低）和逻辑1 （高）的电平不是固定的，它由电源 VCC的相关电平 决定，每传输一个数据位就产生一个时钟脉冲。数据的有效性SDA线上的数据必须在时钟的 高电平周期保持稳定。数据线的高或低 电平状态只有在SCL线的时钟信号是低电平时才能改变 。SDAI2C位传输数据有效性起始和停止条件SCL线是高电平时，SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示起 始条件；SCL线是高电平时，SDA线由低电平向高电平切换，这个情况表示停 止条件。起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为

2、处于忙的 状态起始和停止条件，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。 如果产生重复起始条件而不产生停止条件，总线会一直处于忙的状态， 此时的起始条件（S）和重复起始条件（Sr）在功能上是一样的。I2C总线数据传输字节格式发送到SDA线上的每个字节必须为 8位，每次传输可以发送的字节数 量不受限制。每个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是数据的最高位（MSB，如果从机要完成一些其他功能后（例如一个内部中断服务程序） 才能接收或发送下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL保持低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线 SCL后数据传输继续。应答响应数据传输

3、必须带响应，相关的 响应时钟脉冲由主机产生 。在响应的时 钟脉冲期间发送器释放SDA线（高）。在响应的时钟脉冲期间，接收器必须将 SDA线拉低，使它在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平。通常被寻址的接收器在接收到的每个字节后，除了用CBUS地址开头的数。普通的和带重复开始条件的7位地址格式i/1-MSBAck nowledgenw nlA ok nowledgc men!1 1I IJ JSignal From AeceiverSignal From Receiver1 11 1I |/ / Vz/1 1START1?7891 289_ dSTOPConditton (S)R/W ACK

4、AU瓦 Condition (P)SDASCLI2C总线数据传输和应答据，必须产生一个响应。当从机不能响应从机地址时（例如它正在执行一 些实时函数不能接收或发送），从机必须使数据线保持高电平，主机然后 产生一个停止条件终止传输或者产生重复起始条件开始新的传输。如果从机接收器响应了从机地址，但是在传输了一段时间后不能接收 更多数据字节，主机必须再一次终止传输。这个情况用从机在第一个字节 后没有产生响应来表示。从机使数据线保持高电平，主机产生一个停止或 重复起始条件。如果传输中有主机接收器，它必须通过在从机不产生时钟的最后 一个字节不产生一个响应，向从机发送器通知数据结束。从机发送器必须 释放数据

5、线，允许主机产生一个停止或重复起始条件。寻址方式7位寻址第一个字节的头 7位组成了从机地址，最低位（LSB）是第8位，它决定了传输的1 71ie-11*B*1i1sSlave AddressR/WACKDataACKDataACKP1 | 1 '<8 1 | 1 7! 1 | 1 81| 1 SSlave AddressACKDataACKSSlave Addre&sA WACKDataACKP方向。第一个字节的最低位是“ 0”，表示主机会写信息到被选中的从机；“ 1”表示主机会向从机 读信息，当发送了一个地址后，系统中的每个器件 都在起始条件后将头 7位与它自己的地址比

6、较，如果一样，器件会判定它 被主机寻址，至于是从机接收器还是从机发送器，都由R/W位决定。10位寻址10位寻址和7位寻址兼容，而且可以结合使用。10位寻址采用了保留的 1111XXX作为起始条件（S）,或重复起始条 件（Sr ）的后第一个字节的头7位。10位寻址不会影响已有的7位寻址，有7位和10位地址的器件可以连接17*t1<Bq1 81PI1 SSlave Address 1 st byteA.WACKSlave Address 2nd byteACKDataACKP11110 X X II2C总线10位地址格式到相同的I2C总线。它们都能用于标准模式（F/S ）和高速模式（Hs）系

7、统。 保留地址位1111XXX有8个组合，但是只有 4个组合11110XX用于10位寻址，剩下的 4个组合11111XX保留给后续增强的I2C总线。10位从机地址是由在起始条件（S）或重复起始条件（Sr ）后的头两个字节组成。第一个字节的头 7位是11110XX的组合，其中最后两位（XX）是10位 地址的两个最高位（MSB。第一个字节的第 8位是R/W位，决定了传输的方向，第一个字节的最 低位是“0”表示主机将写信息到选中的从机，“1 ”表示主机将向从机读信息。如果R/W位是“ 0 ”，则第二个字节是10位从机地址剩下的 8位；如果R/W位是“1”则下一个字节是从机发送给主机的数据。快速模式快

8、速模式器件可以在400kbit/s下接收和发送。最小要求是：它们可以和400kbit/s传输同步，可以延长SCL信号的低电平周期来减慢传输。快速模式器件都向下兼容，可以和标准模式器件在0100kbit/s 的I2C总线系统通讯。但是，由于标准模式器件不向上兼容，所以不能在快速模式 I2C总线系统中工作。快速模式I2C总线规范与标准模式相比有以下额外的特征：普通的和带重复开始条件的7位地址格式1、 最大位速率增加到400kbit/s ;2、调整了串行数据（SDA 和串行时钟（SCL ）信号的时序；3、 快速模式器件的输入有抑制毛刺的功能，SDA和SCL输入有施密特 触发器；4、 快速模式器件的输

9、出缓冲器对SDA和SCL信号的下降沿有斜率控 制功能；5、 如果快速模式器件的电源电压被关断，SDA和SCL的I/O 管脚必 须悬空，不能阻塞总线；6、 连接到总线的外部上拉器件必须调整以适应快速模式I2C总线更短的最大允许上升时间。对于负载最大是200pF的总线，每条总线的上拉器件可以是一个电阻，对于负载在200pF400pF之间的总线，上拉器件可以是一个电流源（最大值 3mA ）或者是一个开关电阻电路。高速模式高速模式（Hs模式）器件对I2C总线的传输速度有具大的突破。Hs模式器件可以在高达 3.4Mbit/s 的位速率下传输信息，而且保持完全向下兼 容快速模式或标准模式（F/S模式）器件

10、，它们可以在一个速度混合的总 线系统中双向通讯。Hs模式传输除了不执行仲裁和时钟同步外，与F/S模式系统有相同的串行总线协议和数据格式。高速模式下I2C总线规范如下：1、 Hs模式主机器件有一个 SDAH信号的开漏输出缓冲器和一个在SCLH输出的开漏极下拉和电流源上拉电路。这个电流源电路缩短了SCLH信号的上升时间，任何时侯在 Hs模式，只有一个主机的电流源有效；2、在多主机系统的 Hs模式中，不执行仲裁和时钟同步，以加速位处理能力。仲裁过程一般在前面用F/S模式传输主机码后结束；3、 Hs模式主机器件以高电平和低电平是1:2的比率产生一个串行时 钟信号。解除了建立和保持时间的时序要求；4、

11、可以选择Hs模式器件有内建的电桥。在Hs模式传输中，Hs模式器件的高速数据（SDAH和高速串行时钟（SCLH ）线通过这个电桥与 F/S模 式器件的SDA和SCL线分隔开来。减轻了SDAH和SCLH线的电容负载，使上升和下降时间更快；5、 Hs模式从机器件与 F/S从机器件的唯一差别是它们工作的速度。Hs模式从机在 SCLH和SDAH俞出有开漏输出的缓冲器。 SCLH管脚可选的 下拉晶体管可以用于拉长 SCLH信号的低电平，但只允许在 Hs模式传输的 响应位后进行；6、 Hs模式器件的输出可以抑制毛刺，而且SDAH和SCLH输出有一个 施密特触发器；7、Hs模式器件的输出缓冲器对SDAH和SC

12、LH信号的下降沿有斜1/*率控制功能11/*1/*函数名：读一个字节数据*入口参数：无*注意：*说明：*/uchar l2cReadByte( void )uchar rbyte = 0;uchar i = 0;for(i = 0; i < 8; i+ )rbyte = rbyte << 1;/非常注意.此语句不放在循环体内最后.SDA = 1; /SDA为输入SCL = 1;NOP_5;if( SDA = 1 )rbyte = rbyte | 0x01;SCL = 0;return rbyte;2从地址读数据第249行为什么还要加一个I2Cstart()?3为什么循环变量定义为uchar类型？4写字节子程序void l2c_Write_n( uchar