AVR单片机的TWI总线的原理及应用

1、avr单片机的twi总线的原理及应用系列的内部集成了twi(two-wire serialinterface)。该总线具有i2c总线的特点，即接线容易，外部硬件只需两个上拉，用法时钟线scl和数据线sda就可以将128个不同的设备互连到一起；而且支持主机和从机操作，器件可以工作于发送器模式或接收器模式，数据传输率高达400 khz。正由于twi总线具有这么多的优点，因此受到了用法者的青睐。因为该总线与传统的i2c总线极其相像。因此不少人误以为twi总线就是i2c总线，其实这只是一种容易化的理解。twi总线是对i2c总线的继承和进展。它定义了自已的功能模块和寄存器，寄存器各位功能的定义与i2c总

2、线并不相同；而且twi总线引入了状奁寄存器，使得twi总线在操作和用法上比i2c总线更为灵便。在实际应用上，因为大部分单片机内部没有集成i2c总线，因此单片机的控制是通过模拟i2c总线的时序来完成其操作的。avr系列的单片机内部集成了twi总线，而且其使用也比i2c更为灵便。本文结合一个实例对twi总线的内部模块、工作时序和工作模式举行了具体介绍，目的在于正确区别twi总线和传统的i2c总线，对如何正确用法twi总线编程也具有现实的指导意义。1 twi内部模块twi内部由总线接口单元、比特率发生器、地址匹配单元和控制单元等几个子模块组成。引脚的输出驱动器包含一个波形斜率限制器以满足twi规范；

3、引脚的输入部分包含尖峰抑制单元，以去除小于50ns的毛刺。总线接口单元包括数据与地址寄存器twdr、startstop控制器和总线仲裁判定硬件。比特率发生器单元用来控制twi工作于主机模式时时钟信号scl的周期，详细由twi状态寄存器twsr的预分频系数以及比特率寄存器twbr设定；当twi工作于从机模式时，无需对照特率或预分频举行设定。地址匹配单元将检测从总线上接收到的地址是否与twar寄存器中的7位地址相匹配。控制单元监视twi总线，按照twi控制寄存器twcr的设置作出相应的响应。2 twi的工作时序twt接口是面对字节和基于中断的。全部的总线大事(例如接收到一个字节或发送一个start

4、信号等)，都会产生一个twi中断。因为twi接口是基于中断的，因此twi接口在字节发送和接收过程中，不需要应用程序干预。twcr寄存器的twi中断允许twte位和sreg寄存器的全局中断允许一起打算应用程序是否响应twint标记位产生的中断哀求。假如twie被清零，则应用程序只能采纳轮询twint标记位的办法来检测twi总线状态；假如twint标记位被置位，则表示twi接口完成了当前的操作，等待应用程序响应。在这种状况下，twi状态寄存器twsr包含了当前twi总线的状态值。应用程序可读取twcr的状态码，判别此时的状态码是否正确，并通过设置twcr与twdr寄存器来打算下一个twi总线周期t

5、wi接口应如何工作。3 twi的工作模式twi可以工作于4种不同的模式，即主机发送模式(mt)、主机接收模式(mr)、从机发送模式(st)和从机接收器模式(sr)。即使同一应用程序也可以用法几种模式。例如，twi可用mt模式向twi的eeprom写入数据，用mr模式从eeprom读取数据。假如系统中有其他主机存在，则它们可能给twi发送数据，此时可以用sr模式。由应用程序打算采纳何种模式。因为在实际用法过程中，多用法主机发送模式，所以只对主机发送模式作具体介绍，其它模式下格式和状态可以依此类推。在主机发送模式下，主机向从机发送数据。为了进入主机模式，必需先发送start信呼；紧接着的地址包格式打算是进入mt或mr模式。假如发送sla+w，则进入mt模式；假如发送sla+r，则进入mr模式。4 twi的编程实例下面将通过一个详细的实例来解释如何在实际应用中对twl举行编程。本程序的主要功能是向pca9554中写入数据，若错误则返回一1；否则返回o。其中参数command为指令字节，data为要写入的数据。5 结论avr系列单片机内部有可编程flash，自带eeprom，支持jtag接口片内调试和对flash、eeprom、熔丝位和锁定位的编程，因此成为众多单片机芯片的首选。同时，avr系列单片机内部集成有twi接口，弥补