物联与传感教程 3

任务4.2采集温湿度的设计与实现绿色智慧校园环境检测系统采集温度数据的重要性体现在保障师生健康和优化校园环境管理上。首先，温度是影响室内外环境舒适度的关键因素，实时监测温度变化能够及时发现异常情况，如过高或过低的温度，进而采取相应的调节措施，确保师生在一个舒适的学习和生活环境中。其次，温度数据的采集为校园的能源管理提供了科学依据，通过分析温度变化趋势，管理者可以优化空调和供暖系统的运行，提高能源使用效率，降低能耗。本任务通过CC2530单片机的I2C通信，实现温度传感器温度数据的实时采集。引入目录第一章节IIC01IIC总线概述02SPI总线通信03单总线通信第二章节

任务设计与实现01IIC总线工作原理02IIC总线通信协议第一章节IIC01IIC总线概述02SPI总线通信03单总线通信知识点01IIC总线概述第一章节IIC串行总线在微处理器系统中的应用已成为技术发展的一种趋势，在目前比较流行的几种串行总线中，12C(IntelIntegratedcircuit)总线以其严格的规范，以及众多器件的支持而获得了广泛的应用。12C总线是一种由Philips公司开发的二线式串行总线，用于连接微处理器及其外围设备，它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。12C总线可在微处理器与被控设备之间、设备与设备之间进行双向传送，高速总线12C的传送速率一般可达400kbps以上。IIC总线概述第一章节IIC12C总线是一个支持多设备的总线，多个设备可共用信号线。在一个12C总线中，可连接多个通信设备，支持多个通信主机及从机。12C总线只使用两条线路，一条线路为双向串行数据线(SDA)，另一条为串行时钟线(SCL)。SDA用来传送数据，SCL用于数据收发同步。每个连接到总线的设备都有一个唯一的、独立的地址主机可以利用这个地址访问不同的设备。IIC总线特点12C总线有以下特点：第一章节IIC12C总线通过上拉电阻接到电源，当设备空闲时，会输出高阻态;当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。当多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，12C总线利用仲裁的方式决定由哪个设备占用总线。12C总线具有三种传输模式:标准模式的传输速率为100kbps，快速模式为400kbps，在高速模式下可达3.4Mbps，但目前大多12C设备尚不支持高速模式。连接到12C总线上的设备数量受到总线的最大电容400pF限制。IIC总线特点12C总线有以下特点：第一章节IIC知识点02SPI总线通信第一章节IICSPI协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(SerialPeripheralInterface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。SPI总线通信概述第一章节IICSPI通讯使用3条总线及片选线，3条总线分别为SCK、MOSI、MISO，片选线为SS，它们的作用介绍如下：SPI通信的4条总线从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为NSS、CS，以下用NSS表示。SS(SlaveSelect)SCK(SerialClock)MOSI(MasterOutput，SlaveInput)MISO(MasterInput，SlaveOutput)时钟信号线，用于通讯数据同步。主设备输出/从设备输入引脚。主设备输入/从设备输出引脚。第一章节IIC这是一个主机的通讯时序。NSS、SCK、MOSI信号都由主机控制产生，而MISO的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。MOSI与MISO的信号只在NSS为低电平的时候才有效，在SCK的每个时钟周期MOSI和MISO传输一位数据。SPI总线通信时序第一章节IIC知识点03单总线通信第一章节IIC单总线通讯单总线要求外接一个约5k的上拉电阻。这样，当单总线在闲置时，状态为高电平。如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续，则总线必须处于空闲状态。单总线通信时，主机和从机通过1根线进行通信，在一条总线上可挂接的从器件数量几乎不受限制。单总线是美国DALLAS公司推出的外围串行扩展总线技术。单总线通信第一章节IIC单总线协议定义了复位脉冲、应答脉冲、写0、读0和读1时序等几种信号类型。单总线通信时序第一章节IIC每次访问单总线器件。都必须遵守这个命令序列。如果序列出现混乱，则单总线器件不会响应主机。单总线命令序列初始化ROM命令功能命令第一章节IIC本章节回顾IIC总线概述IIC总线概述IIC总线特点SPI通信总线SPI通信总线概述SPI通信的4条总线SPI通信时序单总线通讯单总线通讯概述单总线通讯时序单总线命令序列第一章节IIC第二章节

任务设计与实现01IIC总线工作原理02IIC总线通信协议知识点01IIC总线工作原理第二章节

任务设计与实现IIC总线通信的工作原理为:主设备首先发出开始信号接着发送的1个字节的数据，该数据由高7位地址码和最低1位方向位组成(方向位表明主设备与从设备间数据的传送方向);系统中所有的从设备将自己的地址与主设备发送到总线上的地址进行比较，如果从设备地址与总线上的地址相同，该设备就是与主设备进行数据传输的设备;接着进行数据传输，根据方向位，主设备接收从设备数据或者发送数据到从设备;当数据传送完成后，主设备发出一个停止信号，释放12C总线;最后所有的从设备等待下一个开始信号的到来。IIC总线工作原理第二章节

任务设计与实现知识点二IIC总线通信协议第二章节

任务设计与实现IIC总线通信读写过程IIC基本读写过程第二章节

任务设计与实现起始(S)和停止(P)信号是两种特殊的状态。当SCL线是高电平时SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。当SCL是高电平时SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。起始和停止信号一般由主机产生。IIC总线通信起始和停止过程通信的起始和停止信号第二章节

任务设计与实现IIC总线通信数据有效性数据有效性传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。第二章节

任务设计与实现IIC总线通信地址及数据方向地址及数据方向协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位(R/W)，第8位或第11位。数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。第二章节

任务设计与实现IIC总线通信响应