《I2C总线接口技术的应用》

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1、http://www.sshmcu.comhttp://shop58796262.taobao.com/注：本文档出自《51单片机C语言快速上手》，欢迎进入我们的网站下载全套完整教程，请点击：http://www.sshmcu.com/原创：盛世电子科技《I2C总线接口技术的应用》什么是I2C总线？I2C(Inter－IntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。也可以简单地理解为I2C是微控制器与外围芯片的一种通讯协议。在不同的书籍中，可能会称为I2C，IIC，或者I平方C，但是概念也是一样的，只是叫法不同。一﹑I2

2、C总线特点I2C总线的优点非常多，其中最主要体现在1：硬件结构上具有相同的接口界面；2：电路接口的简单性；3：软件操作的一致性。I2C总线占用芯片的引脚非常的少，只需要两组信号作为通信的协议，一条为数据线（SDA），另一条为时钟线（SCL）。因此减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，所以降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线还具备了另一个优点，就是任何能够进行发送和接收数据的设备都可以成为主控机。当然，在任何时间点上只能允许有一个主控机。图5-20（总线连接图）二﹑I2C总线工作原理图5-20为I2C总线的连接图。I2C总线是

3、由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在单片机与被控IC之间，最高传送速率100kbps。本教程为盛世电子科技原创，任何人不得抄袭其内容或用于商业用途，违者追究其法律责任。http://www.sshmcu.comhttp://shop58796262.taobao.com/各种I2C器件均并联在这条总线上，就像电话线网络一样不会互相冲突，要互相通信就必须拨通其电话号码，每一个I2C模块都有唯一地址。并接在I2C总线上的模块，既可以是主控器（或被控器），也可以是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。I2C总线在传送数据过程中共有四种类型信号，它们分别是：起始

4、信号、停止信号﹑应答信号与非应答信号。三﹑I2C总线数据的传送规则起始信号：在I2C总线工作过程中，当SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，定义为起始信号，起始信号由主控机产生。如图5-21所示图5-21（开始信号）停止信号：当SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，定义为停止信号，此信号也只能由主控机产生。如图5-22所示。图5-22（停止信号）应答信号：I2C总线传送的每个字节为8位，受控的器件在接收到8位数据后，在第9个脉冲必须输出低电平作为应答信号，同时，要求主控器在第9个时钟脉冲位上释放SDA线，以便受控器发出应答信号，将SDA拉低，表示接收数据的应答（如图5-23

5、所示）。若果在第9个脉冲收到受控器的非应答信号（如图5-24所示），则表示停止数据的发送或接收。本教程为盛世电子科技原创，任何人不得抄袭其内容或用于商业用途，违者追究其法律责任。http://www.sshmcu.comhttp://shop58796262.taobao.com/图5-23（应答信号）5-24（非应答信号）其次，每启动一次总线，传输的字节数没有限制。主控件和受控器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件控制，也就是说必须由主控器产生时钟信号﹑起始信号﹑停止信号。在时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保特稳定，数据线上的数据状态仅在时钟为低电平的期间才能改变（如图

6、5-25），而当时钟线为高电平的期间，数据线状态的改变被用来表示起始和停止条件（如图5-21与5-22所示）。图5-25（数据的有效性）图5-26为总线的完整时序，在这里有一点要加以说明的，当主控器接收数据时，在最后一个数据字节，必须发送一个非应答信号，使受控器释放数据线，以便主控器产生一个停止信号来终止总线的数据传送。本教程为盛世电子科技原创，任何人不得抄袭其内容或用于商业用途，违者追究其法律责任。http://www.sshmcu.comhttp://shop58796262.taobao.com/图5-26（总线的完整时序）下面我们来看一下关于I2C总线的读操作与写操作：图5-27（

7、总线写格式）写操作就是主控器件向受控器件发送数据，如图5-27所示。首先，主控器会对总线发送起始信号，紧跟应该是第一个字节的8位数据，但是从地址只有7位，所谓从地址就是受控器的地址，而第8位是受控器约定的数据方向位，“0”为写，从图5-26中我们可以清楚地看到发送完一个8位数之后应该是一个受控器的应答信号。应答信号过后就是第二个字节的8位数据，这个数多般是受控器件的寄存器地址，寄存器地址过后就是要发送的数据，当数据发送完