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i2c是一種序列匯流排的外設介面,它採用同步方式序列接收或傳送資訊,兩個裝置在同乙個時鐘下工作。i2
c匯流排只用兩根線:序列資料
sda(
serial data
)、序列時鐘
scl(
serial clock)。
由於i2c
只有一根資料線,因此其傳送資訊和接收資訊不能同時進行。資訊的傳送和接收只能分時進行。i2
c序列匯流排工作時傳輸速率最高可達
400k bit/s。i
2c匯流排上的所有器件的
sda線並接在一起,所有器件的
scl線並接在一起,且
sda線和
scl線必須通過上拉電阻連線到正電源。i2
c匯流排的資料傳輸協議要比
spi匯流排複雜一些,因為i2
c匯流排器件沒有片選控制線,所以i2
c匯流排資料傳輸的開始必須由主器件產生通訊的開始條件(
scl高電平時,
sda產生負跳變);通訊結束時,由主器件產生通訊的結束條件(
scl高電平時,
sda產生正跳變)。
sda線上的資料在
scl高電平期間必須保持穩定,否則會被誤認為開始條件或結束條件,只有在
scl低電平期間才能改變
sda線上的資料。i2
c匯流排的資料傳輸波形圖如下圖所示。
c應用例項
at24c
系列為美國
atmel
公司推出的序列
coms型e
2prom
,具有功耗小,寬電壓範圍等優點。下圖為
at24c系列e
2prom
的引腳圖。圖中a0、
a1、a2為器件位址引腳,
vss為地,
vcc為正電源,
wp為寫保護,
scl為序列時鐘線,
sda為序列資料線。
at24c系列e
2prom採用i
2c匯流排,i2c
匯流排上可掛接多個介面器件,在i2
c匯流排上的每個器件應有唯一的器件位址,按i2
c匯流排規則,器件位址為
7位二進位制數,它與一位資料方向位構成乙個器件定址位元組。器件定址位元組的最低位(
d0)為方向位(讀
/寫),最高4位(
d7~d4
)為器件型號位址(不同的i2
c匯流排介面器件的型號位址由廠家給定,
at24c系列e
2prom
的型號位址都為
1010
);其餘3位(
d3~d1
)與器件引腳位址
的片內位址,
at24c01
和at24c02
由於晶元容量可用乙個位元組表示,故讀寫某個單元前,先向e2
prom
寫入乙個位元組的器件位址,再寫入乙個位元組的片內位址。而
at24c04
、at24c08
、at24c16
分別需要9位、
10位和
11位片內位址,所以
at24c04
把器件位址中的
a0作為片內位址的最高位,
at24c08
把器件位址中的
a1a0
作為片內位址的最高兩位,
at24c16
把器件位址中的
a2a1a0
作為片內位址的最高三位。凡在系統中把器件的引腳位址用作片內位址後,該引腳在電路中不得使用,做懸空處理。
at24c32
、at24c64
、at24c128
、at24c256
和at24c512
的片內位址採用兩個位元組。
at24c系列e
2prom
的讀寫操作原理
下列讀寫操作中
sda線上資料傳送狀態標記注釋如下:
start
為啟動訊號(
scl為高電平,
sda產生負跳變),由主機傳送。
stop
為結束訊號(
scl為高電平,
sda產生正跳變),由主機傳送。
addressbyte
、addreeebyte h
、addreeebyte l
為位址位元組,指定片內某單元位址,由主機傳送。
data
為資料位元組,由資料傳送方傳送。
0 為肯定應答訊號,由資料接收方傳送。
1 為否定應答訊號,由資料接收方傳送。
主機控制資料線
sda時,在
scl高電平期間必須保持
sda線上的資料穩定,否則會被誤認為對從機的起始條件或結束條件。主機只能在
scl低電平期間改變
sda線上的資料。主機寫操作期間,用
scl的上公升沿寫入資料;主機讀操作期間,用
scl的下降沿讀出資料。
從at24c
系列at24c01~at24c16中讀n
個位元組的資料格式:從向
向at24c
系列at24c32~at24c512中寫n
個位元組的資料格式(
n<=
頁長,且
n個位元組不能跨頁):
應答訊號 i
2c匯流排資料傳送時,每成功地傳送乙個位元組資料後,接收器都必須產生乙個應答訊號。應答的器件在第
9個時鐘週期時將
sda線拉低,表示其已經收到乙個
8位資料。i2
c器件在接收到起始訊號和從器件位址之後響應乙個應答訊號,如果器件已選擇了寫操作,則在每接收乙個
8位位元組之後響應乙個應答訊號。i2
c器件工作在讀模式時,在傳送乙個
8位資料後釋放
sda線(
sda置為高電平)並監視乙個應答訊號,一旦接收到主器件的應答訊號,i2
c器件則繼續傳送資料,如果主器件沒有傳送應答訊號(傳送非應答訊號,即
sda為高電平),器件停止傳送資料且等待乙個停止訊號。
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