完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦, 立即完善>
I2C总线定义
I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代,最初为音频和视频设备开发,如今主要在服务器管理中使用,其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询,以管理系统的配置或掌握组件的功能状态,如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数,增加了系统的安全性,方便了管理。 I2C总线特点 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上,因此I2C总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺,并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是,它支持多主控(multimastering), 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然,在任何时间点上只能有一个主控。 I2C总线工作原理 总线的构成及信号类型 I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上,但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作,所以每个电路和模块都有唯一的地址,在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器),又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分,地址码用来选址,即接通需要控制的电路,确定控制的种类;控制量决定该调整的类别(如对比度、亮度等)及需要调整的量。这样,各控制电路虽然挂在同一条总线上,却彼此独立,互不相关。 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号, 它们分别是:开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号:SCL为高电平时,SDA由高电平向低电平跳变,开始传送数据。 结束信号:SCL为高电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。 应答信号:接收数据的IC在接收到8bit数据后,向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后,等待受控单元发出一个应答信号,CPU接收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。 这些信号中,起始信号是必需的,结束信号和应答信号,都可以不要。 目前有很多半导体集成电路上都集成了I2C接口。带有I2C接口的单片机有:CYGNAL的 C8051F0XX系列,PHILIPSP87LPC7XX系列,MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I2C接口 I2C 总线是一种用于IC器件之间连接的双向二线制总线,所谓总线它上面可以挂多个器件,并且通过两根线连接,占用空间非常的小,总线的长度可长达25英尺,并且能够以10Kbps的最大传输速率支持4个组件。它的另一优点是多主控,只要能够进行接收和发送的设备都可以成为主控制器,当然多个主控不能同一时间 工作。 I2C总线有两根信号线,一根为SDA(数据线),一根为SCL(时钟线)。任何时候时钟信号都是由主控器件产生。 I2C总线操作 I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上,则定义为发送器,器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。 总线必须由主器件(通常为微控制器)控制,主器件产生串行时钟(SCL)控制总线的传输方向,并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变,SCL为高电平的期间,SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。 控制字节 在起始条件之后,必须是器件的控制字节,其中高四位为器件类型识别符(不同的芯片类型有不同的定义,EEPROM一般应为1010),接着三位为片选,最后一位为读写位,当为1时为读操作,为0时为写操作。 写操作 写操作分为字节写和页面写两种操作,对于页面写根据芯片的一次装载的字节不同有所不同。 读操作 读操作有三种基本操作:当前地址读、随机读和顺序读。图4给出的是顺序读的时序图。应当注意的是:最后一个读操作的第9个时钟周期不是“不关心”。为了结束读操作,主机必须在第9个周期间发出停止条件或者在第9个时钟周期内保持SDA为高电平、然后发出停止条件。 I2C总线应用 目前有很多半导体集成电路上都集成了I2C接口。带有I2C接口的单片机有:CYGNAL的 C8051F0XX系列,三星的S3C24XX系列,PHILIPSP87LPC7XX系列,MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I2C接口。 举常I2C器件/I2C Device 1、存储器类: ATMEL公司的AT24CXX系列EEPROM; 2、I2C总线8位并行IO口扩展芯片PCF8574/JLC1562; 3、I2C接口实时时钟芯片DS1307/PCF8563/SD2000D/M41T80/ME901/ISL1208/; 4、I2C数据采集ADC芯片MCP3221(12bitADC)/ADS1100(16bitADC)/ADS1112(16bitADC)/MAX1238(12bitADC)/MAX1239(12bitADC); 5、I2C接口数模转换DAC芯片DAC5574(8bitDAC)/DAC6573(10bitDAC)/DAC8571(16bitDAC)/; 6、I2C接口温度传感器TMP101/TMP275/DS1621/MAX6625 USB转I2C专用芯片:USB2I2C USB2I2C是一个USB总线转I2C总线I2C/IIC/TWI/SMBUS的接口芯片,通过USB2I2C芯片可以非常方便地实现PC机USB总线和下位机端I2C接口(即IIC或TWI总线:SCL 线、SDA 线)之间的通信。 USB2I2C芯片上位机PC端提供简单易用的USBIOX.DLL动态库调用,可以方便地被VB,VC,Delphi,labview,BCB等上位机开发工具调用。相关例程在USBIO公司网站可以找到。 USB2I2C功能特点: ●全速USB设备接口,兼容USB V2.0。 ●外围元件简单,只需1个12M晶体和2个电容。 ●低成本,可以通过I2C总线直接实现上位机与下位机之间的连接,无需辅助MCU。 ●上位机软件能够实现灵活实现I2C/IIC/TWI总线协议的各种操作。 ●作为I2C总线Host/Master 主机端。 ●I2C接口提供SCL和SDA信号线,支持SCL时钟4种不同传输速度:100KHz/400KHz/750KHz。 ●采用SSOP-20小型封装。 |
|
相关推荐
|
|
刚才在网上看到一篇关于I2C上拉电阻计算的文章,发给大家参考下:I2C接口上拉电阻的选择
I2C接口上拉电阻的选择 1、I2C接口的输出端是漏极开路或集电极开路,所以必须在接口外接上拉。 2、上拉电阻的范围很宽,但也需要跟据功耗、信号上升时间等具体确定。 和速度应该没关系。主要是I2C是oc,所以需要。和驱动的从机个数(虽然从机个数不是由电阻决定的)有一定关系 不能说和速度没关系, 从机数量多的话, 由于经常在CMOS 集成电路里面源和基底是相连的, 而漏和基底存在寄生电容, 所以源和漏之间是有寄生电容的, 过大的上拉电阻会引起延时,导致边缘的上升下降速度变慢 上拉电阻的取值何I2C总线的频率有关,工作在standard -mode时,其典型值为10K 在FAST mode时,为减少时钟上升时间,满足上升时间的要求,一般为1K philips的IIC协议中pullup-res的典型值是5.1K@ VIO=5V(其实用5K一样,5.1K比较好买便宜),但手机系统一般VIO=2.8V,所以在参考设计中,通常此阻值用4.7K,虽然于驱动力上比协 议标准不如,但考虑到leakage current,用3.3K的漏电流比较大,综合考虑用4.7K,况且此阻值也是常规值 I2C的上拉电阻可以是1.5K,2.2K,4.7K, 电阻的大小对时序有一定影响,对信号的上升时间和下降时间也有影响,一般接1.5K或2.2K 总之,不同平台的官方试验和我的取值相似,倾向与用4。7K @ 2.8V VIO Rp最大值由总线最大容限(Cbmax)决定,Rp最小值由Vio与上拉驱动电流(最大取3mA)决定; 于是 Rpmin=5V/3mA≈1.7K(@Vio=5V)或者2.8V/3mA≈1K(@Vio=2.8V) Rpmax的取值:参考周公的I2C总线规范中文版P33图39与P35图44 标准模式,100Kbps总线的负载最大容限<=400pF;快速模式,400Kbps总线的负载最大容限<=200pF,根据具体使用情 况、目前的器件制造工艺、PCB的走线距离等因素以及标准的向下兼容性,设计中以快速模式为基础,即总线负载电容<200pF,也就是传输速度可以 上到400Kbps是不成问题的。于是Rpmax可以取的范围是1.8K~7K @ Vio=5V对应50pF~200pF 根据Rpmin与Rpmax的限制范围,一般取5.1K @ Vio=5V , 负载容限的环境要求也容易达到。在2.8V系统中,console设计选3.3K,portable/handset等低供耗的设计选4.7K牺牲速度换 取电池使用时间。有些IDH竟然用到10K或以上,将大大影响其抗噪性能,对于PCB的制造以及板层堆叠的结构的干扰将加大数据的误判 I2C上拉电阻确定有一个计算公式: Rmin={Vdd(min)-o.4V}/3mA Rmax=(T/0.874) *c, T=1us 100KHz, T=0.3us 400KHz C是Bus capacitance 关于I2c的上拉电阻,个人最好的方式就是看参考设计,如果走线长了或好总线上有好几个芯片,就把电阻改小一些。如果参考设计没有就在1.5K~5k左右里面选一个就是了。但实际的时候我们没有去测量总线的电容问题,只能在选件/走线时候给与些许的关注。 |
|
|
|
|
|
有相关的链接,就更好了
|
|
|
|
|
|
感谢,学习了
|
|
|
|
|
|
谢谢啦
|
|
|
|
|
|
只有小组成员才能发言,加入小组>>
3682 浏览 0 评论
7599 浏览 0 评论
5673 浏览 0 评论
3738 浏览 1 评论
4881 浏览 0 评论
请问一下qspi mtsr引脚传输一次32bit后引脚不拉低怎么解决?
183浏览 2评论
253浏览 2评论
最近UJA1023开发遇到问题了,各位大神有谁知道可以替代这颗芯片的
339浏览 1评论
291浏览 1评论
185浏览 1评论
小黑屋| 手机版| Archiver| 电子发烧友 ( 湘ICP备2023018690号 )
GMT+8, 2024-3-29 18:47 , Processed in 0.594465 second(s), Total 58, Slave 51 queries .
Powered by 电子发烧友网
© 2015 bbs.elecfans.com
关注我们的微信
下载发烧友APP
电子发烧友观察
版权所有 © 深圳华秋电子有限公司
电子发烧友 (电路图) 粤公网安备 44030402000349 号 电信与信息服务业务经营许可证:合字B2-20210191 工商网监 湘ICP备2023018690号