I2C通訊基本原理及其實現

2022-07-17 01:54:14 字數 2124 閱讀 5785

i2c是一種匯流排式結構，它只需要scl時鐘訊號線與sda資料線，兩根線就能將連線與匯流排上的裝置實現資料通訊，由於它的簡便的構造設計，於是成為一種較為常用的通訊方式。

由於i2c採用的是主從式通訊方式，所以，通訊的過程完全由主裝置仲裁。在通訊之前，必須由主裝置傳送乙個起始訊號，決定資料是否可以開始傳送，並且在結束通訊時，必須再由主裝置傳送乙個結束訊號，以表示通訊已經結束。

因為，通訊之前，主裝置需要傳送乙個起始訊號，所以，先講一下起始訊號。通過上面的圖就可以知道(上圖中的第乙個波形圖是sda資料線，第二個波形圖是scl時鐘訊號線)，起始訊號是在scl時鐘訊號線處於高電平時，sda資料線由高電平轉換為低電平，也就是產生乙個下降沿，就意味著起始訊號已經傳送，資料的通訊可以進行了。**如下：

void i2c_start()
同樣的，由上圖可知：結束訊號，就是在scl時鐘訊號線處於高電平時，sda資料線由低電平變為高電平 ，也就是，sda資料線產生乙個 上公升沿。**如下:

接下來就是該講一下，i2c資料的傳送問題了。由於i2c是主從式通訊，也就意味著一根匯流排上可以掛載多個從裝置，那麼主裝置如何區分這些從裝置呢？主裝置如何知道是在與哪乙個從裝置在通訊呢？答案是：通過位址。每乙個從裝置都有自己的位址編碼，也就是說，主裝置在與具體的某乙個從裝置通訊之前，必須先傳送位址，以表示與主裝置通訊的是該裝置。從上圖可知，主裝置在傳送完起始訊號後，立刻開始了傳送從裝置的位址。那麼如何傳送資料位址呢？首先，在scl時鐘訊號線處於低電平時，sda資料線上的位址資訊要開始準備了。i2c通訊乙個必須注意的點就是，在傳送位址資訊時，都是從高位開始傳送，

i2c_sda = dat >> 7;


dat = dat << 1;
接著，scl時鐘訊號線開始由低電平向高電平轉換，這個時候，sda資料線上的資料開始在傳送了，當scl時鐘訊號線上的訊號再由高電平轉換位低電平的時候，乙個bit位的資料已經傳送完畢。在位址資訊傳送完畢之後，還會有乙個應答訊號，因為，為了確保從裝置接收到已經傳送的資料，從裝置就會向主裝置傳送乙個應答訊號，若主裝置接收到應答訊號則說明資料傳送成功，否則資料傳送失敗。很重要的一點是，匯流排一直是由主裝置控制，那麼當從裝置想要向主裝置傳送乙個應答訊號時，主裝置需要是釋放匯流排，將匯流排許可權交給從裝置。

所以，從裝置在向主裝置傳送應答訊號時，主裝置應該釋放匯流排，**如下：

i2c_sda = 1;
接著，由上圖可知，當scl時鐘訊號線再次拉高時，就進入了第9個時鐘週期，也就是此時開始傳送應答訊號。當成功應答時，返回1，否則返回0。完整**如下：

i2c_sda = 1;     


i2c_delay10us();


i2c_scl = 1;        


while(i2c_sda && (ack == 1))		}


i2c_scl = 0;


i2c_delay10us();


return 1;		


}
最後，就是i2c裝置（也就是主裝置）資料的接收。此時，從裝置傳送資料給主裝置，也就是，主裝置進行資料的接收。那麼，主裝置同樣要釋放匯流排許可權。也就是

i2c_sda = 1;
首先，scl時鐘訊號線為低電平，這時，sda資料線要準備好資料了，接著，scl時鐘訊號線由低電平變為高電平，此時，資料傳送開始了，當scl時鐘訊號線再次變為低電平是，乙個bit的資料傳送結束。**如下：

uchar i2c_readbyte()


return dat;		


}
i2c的低層時序到這裡基本上就已經結束了。

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