通信接口介绍

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1、一IIC通信现今，在低端数字通信应用领域，我们随处可见IIC(Inter-IntegratedCircuit)和SPI(SerialPeripheralInterface)的身影。原因是这两种通信协议非常适合近距离低速芯片间通信。Philips（forIIC）和Motorola（forSPI）出于不同背景和市场需求制定了这两种标准通信协议。IIC开发于1982年，当时是为了给电视机内的CPU和外围芯片提供更简易的互联方式。电视机是最早的嵌入式系统之一，而最初的嵌入系统是使用内存映射（memory-mappedI/O）的方式来互联微控制

2、器和外围设备的。要实现内存映射，设备必须并联入微控制器的数据线和地址线，这种方式在连接多个外设时需大量线路和额外地址解码芯片，很不方便并且成本高。为了节省微控制器的引脚和和额外的逻辑芯片，使印刷电路板更简单，成本更低，位于荷兰的Philips实验室开发了‘Inter-IntegratedCircuit’，IIC或IIC，一种只使用二根线接连所有外围芯片的总线协议。最初的标准定义总线速度为100kbps。经历几次修订，主要是1995年的400kbps，1998的3.4Mbps。有迹象表明，SPI总线首次推出是在1979年，Motorol

3、a公司将SPI总线集成在他们第一支改自68000微处理器的微控制器芯片上。SPI总线是微控制器四线的外部总线（相对于内部总线）。与IIC不同，SPI没有明文标准，只是一种事实标准，对通信操作的实现只作一般的抽象描述，芯片厂商与驱动开发者通过datasheets和applicationnotes沟通实现上的细节。IIC(INTERICBUS)IIC的数据输入输出用的是一根线，但是由于IIC的数据线是双向的，所以隔离比较复杂，SPI则比较容易。所以系统内部通信可用IIC,若要与外部通信则最好用SPI带隔离（可以提高抗干扰能力）。但是IIC

4、和SPI都不适合长距离传输。IIC总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。IIC通信:是两根线，发送的开始状态和结束状态都与SCL有关，SDA上先发送设备地址，后发送寄存器地址和数据。硬件简单，软件协议稍微多点，比如开始状态，结束状态，数据变化状态对时序都有严格要求IIC是多主设备的总线，IIC没有物理的芯片选择信号线，没有仲裁逻辑电路，只使用两

5、条信号线——‘serialdata’(SDA)和‘serialclock’(SCL)。IIC协议规定：1.每一支IIC设备都有一个唯一的七位设备地址；2.数据帧大小为8位的字节；3.数据（帧）中的某些数据位用于控制通信的开始、停止、方向（读写）和应答机制。IIC数据传输速率有标准模式（100kbps）、快速模式（400kbps）和高速模式（3.4Mbps），另外一些变种实现了低速模式（10kbps）和快速+模式（1Mbps）。物理实现上，IIC总线由两根信号线和一根地线组成。两根信号线都是双向传输的，参考下图。IIC协议标准规定发起通

6、信的设备称为主设备，主设备发起一次通信后，其它设备均为从设备。IIC通信过程大概如下。首先，主设备发一个START信号，这个信号就像对所有其它设备喊：请大家注意！然后其它设备开始监听总线以准备接收数据。接着，主设备发送一个7位设备地址加一位的读写操作的数据帧。当所设备接收数据后，比对地址自己是否目标设备。如果比对不符，设备进入等待状态，等待STOP信号的来临；如果比对相符，设备会发送一个应答信号——ACKNOWLEDGE作回应。当主设备收到应答后便开始传送或接收数据。数据帧大小为8位，尾随一位的应答信号。主设备发送数据，从设备应答；相

7、反主设备接数据，主设备应答。当数据传送完毕，主设备发送一个STOP信号，向其它设备宣告释放总线，其它设备回到初始状态。基于IIC总线的物理结构，总线上的START和STOP信号必定是唯一的。另外，IIC总线标准规定SDA线的数据转换必须在SCL线的低电平期，在SCL线的高电平期，SDA线的上数据是稳定的。在物理实现上，SCL线和SDA线都是漏极开路（open-drain），通过上拉电阻外加一个电压源，在总线没用工作的情况下，两根线默认为高电平。当把线路接地时，线路为逻辑0，当释放线路，线路空闲时，线路为逻辑1。基于这些特性，IIC设备

8、对总线的操作仅有“把线路接地”——输出逻辑0。IIC总线设计只使用了两条线，但相当优雅地实现任意数目设备间无缝通信，堪称完美。我们设想一下，如果有两支设备同时向SCL线和SDA线发送信息会出现什么情况。基于IIC总线的设