数字温度传感器系统接口：SPI、I2C 、SMBus如何选

1、数字温度传感器系统接口：spi、i2c 、smbus如何选对于需要常常举行数据流传输的系统数据，spi是首选，由于它拥有较快的时钟速率，速率可从几兆赫兹到几十兆赫兹。然而，对于系统管理活动，如读取温度的读数和查询多个从器件的状态，或者需要多个主器件共存于同一系统上(系统冗余常会要求这一点)，或者面对低功耗应用，这时i2c 或 smbus将是首选接口。图1：数字简化框图下面几部分将介绍每种串行总线及其优缺点。1. spispi 是一种四线制串行总线接口，为主/从结构，四条导线分离为串行时钟(sclk)、主出从入(mosi)、主入从出(miso)和从选(ss)信号。主器件为时钟提供者，可发起读从器

2、件或写从器件操作。这时主器件将与一个从器件举行对话。当总线上存在多个从器件时，要发起一次传输，主器件将把该从器件挑选线拉低，然后分离通过 mosi 和 miso 线启动数据发送或接收。spi 时钟速度很快，范围可从几兆赫兹到几十兆赫兹，且没有系统开销。spi 在系统管理方面的缺点是缺乏流控机制，无论主器件还是从器件均不对消息举行确认，主器件无法知道从器件是否繁忙。因此，必需设计聪慧的软件机制来处理确认问题。同时，spi 也没有多主器件协议，必需采纳很复杂的软件和外部规律来实现多主器件架构。每个从器件需要一个单独的从挑选信号。总信号数终于为 n+3 个，其中 n 是总线上从器件的数量。因此，导线

3、的数量将随增强的从器件的数量按比例增长。同样，在 spi 总线上添加新的从器件也不便利。对于额外添加的每个从器件，都需要一条新的从器件挑选线或解码规律。图 2 显示了典型的 spi 读/写周期。在地址或指令字节后面跟有一个读/写位。数据通过 mosi 信号写入从器件，通过 miso 信号自从器件中读出。图 3显示了 i2c总线/smbus以及spi的系统框图。图2：spi 典型读/写周期2c总线/smbus系统接口;(b)spi 系统接口">图3：(a)i2c总线/smbus系统接口;(b)spi 系统接口2. i2c总线i2c 是一种二线制串行总线接口，工作在主/从模式。二线

4、通信信号分离为开漏 scl 和 sda 串行时钟和串行数据。主器件为时钟源。数据传输是双向的，其方向取决于读/写位的状态。每个从器件拥有一个唯一的 7 或 10 位地址。主器件通过一个起始位发起一次传输，通过一个停止位终止一次传输。起始位之后为唯一的从器件地址，再后为读/写位。i2c总线速度为从0hz到3.4mhz。它没有spi 那样快，但对于系统管理器件如温度传感器来说则十分抱负。i2c 存在系统开销，这些开销包括起始位/停止位、确认位和从地址位，但它因此拥有流控机制。主器件在完成接收来自从器件的数据时总是发送一个确认位，除非其预备终止传输。从器件在其接收到来自主器件的指令或数据时总是发送一

5、个确认位。当从器件未预备好时，它可以保持或延展时钟，直到其再次预备好响应。i2c允许多个主器件工作在同一总线上。多个主器件可以轻松同步其时钟，因此全部主器件均采纳同一时钟举行传输。多个主器件可以通过数据仲裁检测哪一个主器件正在用法总线，从而避开数据破坏。因为 i2c总线惟独两条导线，因此新从器件只需接入总线即可，而无需附加规律。3. smbussmbus是一种二线制串行总线，1996年第一版规范开头商用。它大部分基于i2c总线规范。和 i2c一样，smbus不需增强额外引脚，创建该总线主要是为了增强新的功能特性，但只工作在100khz且特地面对智能电池管理应用。它工作在主/从模式：主器件提供时钟，在其发起一次传输时提供一个起始位，在其终止一次传输时提供一个停止位;从器件拥有一个唯一的7或10位从器件地址。smbus与i2c总线之间在时序特性上存在一些差别。首先，smbus需要一定数据保持时光，而 i2c总线则是从内部延伸数据保持时光。smbus具有超时功能，因此当scl太低而超过35 ms时，从器件将复位正在举行的通信。相反，i2c采纳硬件复位。smbus具有一种警报响应地址(ara)，因此当从器件产生一个中断时，它不会马上清除中断，而是向来保持到其收到一个由主器件发送的含有其地址的ara为止。smbus只工作在从10khz到最高100khz。最低工作频率