I2C串行扩展总线
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I2C总线是Philips公司推出的芯片间串行传输总线。它用两根线实现了完备的全双工同步数据传送，可以极为方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。I2C总线采用了器件地址的硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法，从而使硬件系统具有简单灵活的扩展方法，按照I2C总线规范，总线传输中的所有状态都生成相对应的状态码，系统中的主机能够依照这些状态码自动地进行总线管理，用户只要在程序中装入这些标准处理模块，根据数据操作要求完成I2C总线的初始化，启动I2C总线，就能自动完成规定的数据传送操作。I2C总线接口电路结构如图1所示。
上图中器件地址说明如下： ①器件地址码的第7～4位为从器件地址位，用于确认器件的类型。AT24C01的器件地址码为1010，1010表示从器件为串行E2PROM。 ②器件地址码的第3～l位为第l～第8片的片选或存储器内的页面地址选择位。此三个控制位用于片选或者内部页面选择。 如在存储容量8Kb（1024×8位）的AT24C01内部，存储矩阵分为4个页面，每一页面有256个字节。通过器件地址码的第2位和第1位，可以选择数据读写的页面。 ③器件地址码的第0位为读、写（R/W）操作控制码。若此位为1，下一字节进行读操作（R）；此位为0，下一字节进行写操作（W）。 AT24C01每接收一个字节后，都必须发送一个确认应答信号位ACK，即时序中的响应信号。此时单片机必须产生一个与此确认位相应的时钟脉冲。AT24C01在读写操作时。具有地址自动加1功能，即读、写完某一地址空间后，会自动指向下一个地址单元。 I2C总线最显著的特点是规范的完整性、结构的独立性和用户使用时的“傻瓜”化。I2C总统有严格的规范，如接口的电气特性、信号时序、信号传输的定义、总线状态设置、总线管理规则及总线状态处理等。 在I2C总线规范中。总线上的器件节点具有极大的独立性，而且各节点上的器件、模块都有相对独立的地址编号。 严格、完善的规范，并将这些规范的应用尽可能“傻瓜”化，除了有充分的硬件支持外，在软件方面，Philips公司为用户提供了一套完善的总线状态处理软件包，以致于用户可以不去熟悉I2C总线的规范，不去理睬总线的管理方法，只要掌握I2C总线的应用程序设计方法就可方使地使用I2C总线，并且能很快地掌握I2C总线系统的软、硬件设计方法。 由于I2C总线系统中，各个节点的电气特性及地址给定都具有较强的独立性，因此，在应用系统中采用I2C总线结构就有可能实现用户梦寐以求的器件及功能单元的软、硬件标准化和模块化设计。 器件及功能单元的标准化、模块化，取决于器件单元硬件电气连接的最少相关性与软件的独立性。软件的独立性则表现在独立编址及数据传送方式的简单化与单一性。而I2C总线所具有的特点很好地满足了上述要求。 在硬件结构上，任何一个具有I2C总线接口的外围器件，不仅其功能差别有多大，都具有相同的电气接口；除了总线外，各器件节点没有其他电气连接，甚至各节点的电源都可以单独供电；在各器件节点上没有并行扩展时所必须的片选线，器件地址给定完全取决于器件类型与单元电路结构。在软件上，不论何种器件，其I2C总线的数据传送都具有相同的操作模式，而且每个器件操作时都与其他器件节点无关。在实际使用中，总线节点上的器件甚至可在总线工作状态下挂上总线或撤除。 目前I2C总线大量应用在视频、音像系统中，Philips推出的近200种I2C总统接口器件主要是视频、音像类器件。除Philips公司外，I2C总线已被众多的厂家使用在高档电视机、电话机、音响、摄/录像系统中，在大量测控领域单片机应用系统中正逐步推广。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
