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文档简介

第第页基于DSP与CPLD的I2C总线接口的设计与实现带有Ｉ２Ｃ总线接口的器件可以非常便利地将一个或多个单片机及外围器件组成单片机系统。尽管这种总线结构没有并行总线那样大的吞吐力量，但由于连接线和连接引脚少，因此其构成的系统价格低、器件间总线连接简洁、结构紧凑，而且在总线上增加器件不影响系统的正常工作，系统修改和可扩展性好。即使有不同时钟速度的器件连接到总线上，也能很便利地确定总线的时钟。

如今，为了提高系统的数据处理精度和处理速度，在家用电器、通讯设备及各类电子产品中已广泛应用ＤＳＰ芯片。但大多数的尚未供应Ｉ２Ｃ总线接口，本文将介绍一种基于ＣＰＬＤ的已实现的高速ＤＳＰ的Ｉ２Ｃ总线接口方案。

图1I2C总线接口电路结构

１Ｉ２Ｃ通信协议

Ｉ２Ｃ总线是一种用于ＩＣ器件之间的二线制总线。它通过ＳＤＡ〔串行数据线〕及ＳＣＬ〔串行同步时钟线〕两根线在连到总线上的器件之间传送信息，通过软件寻址实现片选，削减了器件片选线的连接。ＣＰＵ不仅能通过指令将某个功能单元电路挂靠或摘离总线，还可对该单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统的扩展与掌握。Ｉ２Ｃ总线接口电路结构如图１所示，Ｉ２Ｃ总线时序图如图２所示。

Ｉ２Ｃ总线依据器件的功能通过软件程序使其可工作于发送(主)或接收(从)方式。总线上主和从(即发送和接收)的关系不是一成不变的，而是取决于数据传送的`方向。ＳＤＡ和ＳＣＬ均为双向Ｉ／Ｏ线，通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线都是高电平。连接总线的器件的输出级必需是集电极或漏极开路的，以具有线“与”功能。Ｉ２Ｃ总线的数据传送速率在标准工作方式下为１００ｋｂｉｔ／ｓ，在快速方式下，最高传送速率可达４００ｋｂｉｔ／ｓ。

在数据传送过程中，必需确认数据传送的开头和结束信号〔也称启动和停止信号〕。当时钟线ＳＣＬ为高电平常，数据线ＳＤＡ由高电平跳变为低电平则定义为“开头”信号；当ＳＣＬ为高电平常，ＳＤＡ由低电平跳变为高电平则定义为“结束”信号。开头和结束信号都由主器件产生。在开头信号以后，总线即被认为处于忙状态；在结束信号以后的一段时间内，总线被认为是空闲状态。

在Ｉ２Ｃ总线开头信号后，依次送出器件地址和数据，Ｉ２Ｃ总线上每次传送的数据字节数不限，但每一个字节必需为８位，而且每个传送的字节后面必需跟一个认可位〔第９位〕，也叫应答位〔ＡＣＫ〕。从器件的响应信号结束后，ＳＤＡ线返回高电平，进入下一个传送周期。

２设计方案

本文以ＤＳＰ芯片ＡＤＳＰ２１９９２与时钟芯片ＰＣＦ８５８３的掌握接口为例，说明基于ＣＰＬＤ的Ｉ２Ｃ总线接口设计方案。

ＡＤＳＰ２１９９２是２００３年最新推出的１６０ＭＩＰＳ、带ＣＡＮ通信接口的适合于高精度工业掌握和信号处理的高性能ＤＳＰ芯片。它带有４８Ｋ片内ＲＡＭ、ＳＰＯＲＴ通信接口、ＳＰＩ通信接口、

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