IIC通讯实现过程

描述

IIC(Inter Integrated Circuit)两根线,一条时钟线SCL和一条数据线SDA,所以是半双工通信,主从模式,支持一对多。

SCL

假设主机A给从机B发数据(A.SCL接B.SCL,A.SDA接B.SDA),根据应用,A可以同时接B,C,D。空闲时,SDA和SCL上的电平都为高电平。

起始和停止

起始条件S:当SCL高电平时,SDA由高电平向低电平转换;停止条件P:当SCL高电平时,SDA由低电平向高电平转换。起始和停止条件一般由主机产生,总线在起始条件后处于busy的状态,在停止条件的某段时间后,总线才再次处于空闲状态。

SCL

空闲时SDA和SCL上的电平都为高电平。A先把SDA拉低,等SDA变为低电平后再把SCL拉低(以上两个动作构成了I2C的起始位),此时SDA就可以发送数据了,与此同时,SCL发送一定周期的脉冲,SDA发送数据和SCL发送脉冲的要符合的关系是:SDA必须在SCL是高电平时保持有效,在SCL是低电平时发送下一位(SCL会在上升沿对SDA进行采样)。

传输与响应

一次传8位数据,8位数据传输结束后A释放SDA,SCL再发一个脉冲(这是第九个脉冲),触发B将SDA置为低电平表示确认(该低电平称为ACK)。最后SCL先变为高电平,SDA再变为高电平(以上两个动作称为结束标志),如果B没有将SDA置为0,则A停止发送下一帧数据。

整体时序

I2C总线上的每个设备都有唯一地址,数据包传输时先发送地址位,接着才是数据。一个地址字节由7个地址位(可以挂128个设备)和1个指示位组成(7位寻址模式),0表示写,1表示读。一般芯片手册I2C地址都是7位地址,有些与某个引脚的电平相关,主机控制最后读写位。实际项目一般都是采用I2C库,有的库要求传入的是8位的写的地址,有的是7位,由接口函数再区分读写补位。当然,最愚蠢的办法是从0到255定时循环读某个寄存器地址,读到正确值时的地址就是正确的从机地址。

SCL

一般情况下使用I2C库,除了配置从机地址,其他的起始、结束等时序等其实不太关注,只需要配置时钟频率,一般看从机最大支持多少,以及主机的系统时钟,太高会偶尔出现错误,再没有时间要求的情况下,时钟越低越稳定。

  审核编辑:汤梓红

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