1200214008_范金华_IIC1200214008_范金华_IIC

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1、IIC总线因为几乎每个电子系统中都包含一个单片的微控制器、通用电路以及面向应用的电路，为了使硬件生产厂商和系统开发者的开发工作都变得简便，Philips公司开发了一个双向的两线总线，实现了有效的IC之间的控制，这个总线就称为IIC总线。1.IIC总线的概念IIC总线支持任何IC生产过程。两线――串行数据（SDA）和串行时钟（SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器、LCD驱动器、存储器或键盘接口）而且，都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。很明显，LCD驱动器只是一个接收器，而存储器则既可以接

2、收又可以发送数据。除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机（见表）主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。表术语描述发送器发送数据到总线的器件接收器从总线接收数据的器件主机初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件从机被主机寻址的器件多主机同时有多于一个主机尝试控制总线，但不破坏报文仲裁是一个在有多个主机尝试控制总线，但只允许其中一个控制总线并使报文不被破坏的过程同步两个或多个器件同步时钟信号的过程IIC总线是一个多主机的总线这就是说可以连接多于一个能控制总线的器件到总线

3、。由于主机通常是微控制器让我们考虑以下数据在两个连接到IIC总线的微控制器之间传输的情况（下图）使用两个微控制器的IIC总线配置举例这突出了IIC总线的主机-从机和接收器-发送器的关系。应当注意的是：这些关系不是持久的，只由当时数据传输的方向决定。传输数据的过程如下：1)假设微控制器A要发送信息到微控制器B：l微控制器A（主机）寻址微控制器B（从机）l微控制器A（主机-发送器）发送数据到微控制器B（从机-接收器）l微控制器A终止传输1)如果微控制器A想从微控制器B接收信息：l微控制器A（主机）寻址微控制器B（从机）l微控制器A（主机-接收器）从微控制

4、器B（从机-发送器）接收数据l微控制器A终止传输甚至在这种情况下，主机（微控制器A）也产生定时而且终止传输。连接多于一个微控制器到IIC总线的可能性意味着超过一个主机可以同时尝试初始化传输数据。为了避免由此产生混乱，发展出一个仲裁过程。它依靠线与连接所有IIC总线接口到IIC总线。如果两个或多个主机尝试发送信息到总线，在其他主机都产生0的情况下，首先产生一个1的主机将丢失仲裁。仲裁时的时钟信号是用线与连接到SCL线的主机产生的时钟的同步结合。在IIC总线上产生时钟信号通常是主机器件的责任，当在总线上传输数据时每个主机产生自己的时钟信号。主机发出的总线

5、时钟信号只有在以下的情况才能被改变：慢速的从机器件控制时钟线并延长时钟信号，或者在发生仲裁时被另一个主机改变。1.IIC总线的特征l只要求两条总线线路；一条串行数据线（SDA）；一条串行时钟线（SCL）。l每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址；主机可以作为主机发送器或主机接收器l它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。l串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit

6、/sl片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波，保证数据完整。l连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容400pF限制。2.位传输由于连接到IIC总线的器件有不同种类的工艺（CMOS、NMOS、双极性），逻辑0（低）和1（高）的电平不是固定的，它由VDD的相关电平决定。每传输一个数据位就产生一个时钟脉冲。3.1数据的有效性SDA线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定数据线的高或低电平状态只有在SCL线的时钟信号是低电平时才能改变（见下图）。IIC总线的位传输3.2起始和停止条件在IIC总线中唯一出现的是被定义为起始（S）和停止（P）条件的情况（

7、见下图）。起始和停止条件其中一种情况是在SCL线是高电平时，SDA线从高电平向低电平切换。这个情况表示起始条件。当SCL是高电平时，SDA线由低电平向高电平切换表示停止条件。起始和停止条件一般由主机产生。总线在起始条件后被认为处于忙的状态。在停止条件的某段时间后，总线被认为再次处于空闲状态。如果产生重复起始（Sr）条件而不产生停止条件，总线会一直处于忙的状态。此时的起始条件（S）和重复起始（Sr）条件在功能上是一样的。因此在本文档的剩余部分，符号S将作为一个通用的术语既表示起始条件，又表示重复起始条件，除非有特别声明的Sr。如果连接到总线的器件合并了

8、必要的接口硬件，那么用它们检测起始和停止条件十分简便。但是，没有这种接口的微控制器在每个时钟周期至少要采样S