IIC总线协议PPT学习教案

1、会计学1 IIC总线协议总线协议 第1页/共28页 I2C总线是总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线公司推出的一种串行总线 ，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和 高低速器件同步功能的高性能串行总线。高低速器件同步功能的高性能串行总线。 I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是，另一根是 时钟线时钟线SCL。 第2页/共28页 第3页/共28页 I2C总线的数据传送总线的数据传送 第4页/共28页 SCL线为高电平期间，线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的线由高电平向低电平的 变化表示变化表示

2、起始信号起始信号； SCL线为高电平期间，线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的线由低电平向高电平的 变化表示变化表示终止信号终止信号。 第5页/共28页 连接到连接到I2C总线上的器件，若具有总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接总线的硬件接 口，则很容易检测到起始和终止信号。口，则很容易检测到起始和终止信号。 接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要 完成一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无完成一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无 法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉线拉

3、成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件 准备好接收下一个字节时，再释放准备好接收下一个字节时，再释放SCL线使之为高电平线使之为高电平 ，从而使数据传送可以继续进行。，从而使数据传送可以继续进行。 第6页/共28页 每一个字节必须保证是每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传位长度。数据传送时，先传 送最高位（送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟），每一个被传送的字节后面都必须跟 随一位应答位（即一帧共有随一位应答位（即一帧共有9位）。位）。 第7页/共28页 如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后无法继如果从

4、机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后无法继 续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的第一个数据字续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的第一个数据字 节的节的“非应答非应答”通知主机，主机则应发出终止信号以结束数据的通知主机，主机则应发出终止信号以结束数据的 继续传送。继续传送。 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机 发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答非应答”来来 实现的。然后，从机释放实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主机产生终止信号。线，以

5、允许主机产生终止信号。 第8页/共28页 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合 方式：方式： 在起始信号后必须传送一个从机的地址（在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第位），第8 位是数据的传送方向位（位是数据的传送方向位（R/W），用），用“0”表示主机发送表示主机发送 数据（数据（W），），“1”表示主机接收数据（表示主机接收数据（R）。每次数据）。每次数据 传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希 望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止望继续占用总线进行新的数

6、据传送，则可以不产生终止 信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。 第9页/共28页 注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据 由从机向主机传送。由从机向主机传送。 A表示应答，表示应答， A非表示非应答（高电平）。非表示非应答（高电平）。S表示起始信号，表示起始信号，P表表 示终止信号。示终止信号。 第10页/共28页 c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，、在传送过程中，当需要改变传送方向时， 起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两起始信号和从机地址都被重

7、复产生一次，但两 次读次读/写方向位正好反相。写方向位正好反相。 第11页/共28页 I2C总线协议有明确的规定：采用总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节（位的寻址字节（ 寻址字节是起始信号后的第一个字节）。寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义）寻址字节的位定义 D7D1位组成从机的地址。位组成从机的地址。D0位是数据传位是数据传 送方向位，为送方向位，为“0”时表示主机向从机写数据，时表示主机向从机写数据， 为为“1”时表示主机由从机读数据。时表示主机由从机读数据。 第12页/共28页 个同样的器件，即可以有个同样的器件，即可以有8个同样个同样 的器件接入到该的器

8、件接入到该I2C总线系统中总线系统中。 第13页/共28页 总线数据传送的模拟总线数据传送的模拟 主机可以采用不带主机可以采用不带I2C总线接口的单片机，如总线接口的单片机，如80C51 、AT89C2051等单片机，利用软件实现等单片机，利用软件实现I2C总线的数据总线的数据 传送，即软件与硬件结合的信号模拟。传送，即软件与硬件结合的信号模拟。 第14页/共28页 第15页/共28页 （1）起始信号）起始信号 Void T2CStart(void) SDA = 1; SomeNop( ); SCL = 1; SomeNop( ); SDA = 0; SomeNop( ); 第16页/共28页

9、 第17页/共28页 I2C总线的数据传送格式总线的数据传送格式 I2C总线共有总线共有4种数据传输方式：主发送方式，主接收种数据传输方式：主发送方式，主接收 方式，从接收方式，从发送方式方式，从接收方式，从发送方式 I2C总线上数据传送的基本单位为字节，采用高位在前总线上数据传送的基本单位为字节，采用高位在前 的格式。主从器件之间一次传输的数据称为一帧，由的格式。主从器件之间一次传输的数据称为一帧，由 启动信号、若干个数据字节和应答位以及停止信号组启动信号、若干个数据字节和应答位以及停止信号组 成。成。 第18页/共28页 （1）字节传送与应答）字节传送与应答 利用利用I2C总线进行数据传送

10、时，传送的字节数是没有限制总线进行数据传送时，传送的字节数是没有限制 的，但是每一个字节必须保证是的，但是每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，位长度。数据传送时， 先传送最高位（先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必），每一个被传送的字节后面都必 须跟随一位应答位（即一帧共有须跟随一位应答位（即一帧共有9位），如图所示：位），如图所示： 应答时序图 I2C总线的数据传送格式总线的数据传送格式 第19页/共28页 注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则 表示数据由从机向主机传送。表示数据由从机向主机传送。 A表示

11、应答，表示应答， 表示非应答（高电平）。表示非应答（高电平）。S表示起始信号，表示起始信号，P 表示终止信号。表示终止信号。 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合 方式：方式： I2C总线的数据传送格式总线的数据传送格式 （2）数据帧格式）数据帧格式 第20页/共28页 c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号 和从机地址都被重复产生一次，但两次读和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正写方向位正 好反相。好反相。 第21页/共28页 I2C总线协议有明确的规定：采用总线协议有

12、明确的规定：采用7位的寻址字节（位的寻址字节（ 寻址字节是起始信号后的第一个字节）。寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义）寻址字节的位定义 D7D1位组成从机的地址。位组成从机的地址。D0位是数据传送方向位是数据传送方向 位，为位，为“0”时表示主机向从机写数据，为时表示主机向从机写数据，为“1”时表示时表示 主机由从机读数据。主机由从机读数据。 第22页/共28页 I2C总线的寻址总线的寻址 第23页/共28页 l 主机可以采用不带主机可以采用不带I2C总线接口的单片机，如总线接口的单片机，如 80C51、AT89C2051等单片机，利用软件实现等单片机，利用软件实现I2C总总 线的