I2C總線的基本操作

作者：時(shí)間：2011-07-23 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　I2C總線上只具有SOL（時(shí)鐘）和SDA（數(shù)據(jù)）2根信號(hào)線。如果是單純的串行傳輸，一旦因?yàn)槟撤N原因造成引腳的偏差，則可能會(huì)造成不能區(qū)分總線上傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)還是地址信息的后果。解決上述問題的簡單辦法就是附加獨(dú)立于總線的Reset（復(fù)位）信號(hào)，由主機(jī)控制該信號(hào)。因?yàn)镮2C至少利用2根線進(jìn)行所有的操作，因此在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通常當(dāng)SCL為低電平時(shí)，設(shè)置下一個(gè)數(shù)據(jù)；當(dāng)SDA變化后，SCI為高電平，這可以解釋為一連串操作的開始／結(jié)束。

1. 起始條件

始條件表示一系列操作的開始。圖1表示起始條件以及隨后數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始操作。在I2C總線的空閑狀態(tài)下，SDA及SCL通過上拉電阻都為高電平。在這樣的狀態(tài)下，如果SCL仍保持高電平，而SDA變?yōu)榈碗娖?則成為開始指令。

圖1 I2C總線的起始條件　　

由于該狀態(tài)并不出現(xiàn)于地址及數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收過程中，因此，即使在途中發(fā)生異常，只要檢測出該狀態(tài)，初始化內(nèi)部的狀態(tài)機(jī)，就可以使其恢復(fù)。

2. 結(jié)束條件

在一系列操作的最后是結(jié)束條件。結(jié)束條件如圖2所示。當(dāng)SOL為高電平時(shí)，一旦SDA由低電平變化為高電平，即成為結(jié)束條件，主機(jī)與器件之間的通信將停止，器件恢復(fù)為空閑狀態(tài)。進(jìn)行寫操作時(shí)的結(jié)束狀態(tài)是開始進(jìn)行EEPROM內(nèi)部單元寫操作的指示標(biāo)志。

圖2 I2C總線的結(jié)束條件　　

結(jié)束前所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是ACK／NoACK的狀態(tài)位，如果是ACK，則該狀態(tài)位為低電平。但如果發(fā)生某種錯(cuò)誤時(shí)，則表示為NoACK的高電平。讀操作時(shí)的最后字節(jié)是主機(jī)向器件返回NoˉACK信息，所以SDA為高電平。這樣就不能形成結(jié)束條件所需要的SDA的上升沿，因此在結(jié)束之前需要加入啞元“0”數(shù)據(jù)位作為解決辦法。

在最終數(shù)據(jù)的ACK NoACK之后，主機(jī)通過下述的流程，形成結(jié)束條件，如下所述：

①SCL變?yōu)榈碗娖剑?/P>

②SDA變?yōu)榈碗娖剑?/P>

③SOL變?yōu)楦唠娖剑òl(fā)送啞元數(shù)據(jù)）；

④SDA變?yōu)楦唠娖剑ńY(jié)束條件）。

3. 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒倘鐖D3所示。除去開始與結(jié)束條件，在傳輸包含地址指定等數(shù)據(jù)時(shí)，能夠使SDA發(fā)生變化的條件只能是在SOL為低電平時(shí)。因此，總線操作以如下的步驟進(jìn)行：

①SCL變?yōu)榈碗娖剑?/P>

②為SDA設(shè)置數(shù)據(jù)（主機(jī)或者器件）；

③SCL變?yōu)楦唠娖健?/P>

進(jìn)行數(shù)據(jù)讀操作時(shí)，主機(jī)在SOL恢復(fù)為高電平之前讀取數(shù)據(jù)。