I2C總線時序與數(shù)據(jù)傳輸

PAGEPAGE3I2C總線時序與數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)I2C總線處在空閑狀態(tài)時，因為各設(shè)備都是開漏輸出，所以在上拉電阻的作用下，SDASCLI2C16—2I2C總線時序示意圖，圖中最左邊和最右邊給出了起始信號和停止信號的時序條件。＞起始信號時序：當(dāng)SCL為高電平時，SDA由高電平跳變到低電平。＞停止信號時序：當(dāng)SCL 為高電平時，SDA 由低電平跳變到高電平。I2CSCL處在低電平時，才可以改變SDA的電平值，但起始信號和停止信號是特例。因此，當(dāng)?shù)娜魏翁兌紩蛔R別成為一個起始信號或停止信號。因此在I2C5DA的變化只能發(fā)生在SCL16—2中間部分的時序中．可以清楚地看到這一點。在I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸過程中，發(fā)送到SDA8位，而且是高位在前，低位在后，每次發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)量不受限制。但在這個數(shù)據(jù)傳輸過程中需要著重強調(diào)的是，當(dāng)發(fā)送方發(fā)送完每一字節(jié)后，都必須等待接收方返回一個應(yīng)答響應(yīng)信號ACK，如圖16—3所示。響應(yīng)信號ACK1位，緊跟在8個數(shù)據(jù)位后面，所以發(fā)送19個SCL時鐘脈沖。響應(yīng)時鐘脈沖也是由主機產(chǎn)生的，主機在響應(yīng)時鐘脈沖期間釋放SDA見圖16—3SDA拉低，使SDA16—3)。16—3中上面和中間的兩個信號應(yīng)該“線與”后呈現(xiàn)在SDA這個過程中存在比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過程，所以將它們分開便于在下面做更仔細的分析。989鐘脈沖16—3)。＞在前8個時鐘脈沖期間，發(fā)送方作為發(fā)送器，控制SI)A輸出8位數(shù)據(jù)到接收方。8個時鐘脈沖期間，接收方作為接收器，處在輸入的狀態(tài)下，檢測接收SDA6位數(shù)據(jù)。＞在第9個時鐘脈沖期間，發(fā)送方釋放SDA，此時發(fā)送方由先前的發(fā)送器轉(zhuǎn)換成為接收器。9個時鐘脈沖期間，接收方則從先前的接收器轉(zhuǎn)換成為發(fā)送竭控制SDA，輸出ACK信號。9個時鐘脈沖期間，發(fā)送方作為接收器，處在輸入的狀態(tài)下，檢測接收SDAACK信號。＞最后，發(fā)送和接收雙方都依據(jù)應(yīng)答信號的狀態(tài)(ACK／nACK)，各自確定下一步的角色轉(zhuǎn)換，以及如何動作。在上面的分析過程中，使用了發(fā)送方和接收方來表示通信的雙方，而沒有使用主機和從機的概念，這是因為數(shù)據(jù)的發(fā)送可以是主機，也可以是從機。因此方，還是從機為接收方，在響應(yīng)時鐘脈沖期間都必須回送應(yīng)答信號。2個：低電平用ACK表示，代表有應(yīng)答；高電平用nACKI2C回或返回不正確的應(yīng)答信號，以及發(fā)送方對應(yīng)答信號的誤判，都將造成總線通信的失敗。I2C總線尋址與通信過程前面已經(jīng)介紹過I2C總線是支持多機通信的數(shù)據(jù)總線，每一個連接在總線上的從機設(shè)備或器件都有一個唯一獨立的地址，以便于主機尋訪。I2C某一個從機設(shè)備，通知其參與同主機之間的數(shù)據(jù)通信。地址字節(jié)的格式如下：地址字節(jié)的高780；而“。當(dāng)主機發(fā)出地址字節(jié)后，總線上所有的從機都將起始信號后的7位地址與自己的地址址不匹配的從機，則繼續(xù)保持在檢測起始信號的狀態(tài)，等待下一個起始信號的到來。9SCK時鐘脈沖期間拉低SDAACK回應(yīng)，以8(0圖16—4所示為在I2C1I2C上的數(shù)據(jù)情況、以及發(fā)送、接收雙方相互轉(zhuǎn)換與控制SDA的過程。＞主機控制SDA。在I2C總線上產(chǎn)生起始信號，同時控制SCL，發(fā)送時鐘脈沖。在整個傳輸過程中，SCL都是由主機控制的。85DA的控制，進入接收檢測ACK的狀態(tài)。＞所有從機在起始信號后為從機接收器，接收地址字節(jié)，與自己地址比對。9個SCL時鐘脈沖期間控制SDA．將其拉低，給出ACK應(yīng)答。＞主機檢測到從機的ACK應(yīng)答后、轉(zhuǎn)換成主機接收器。準(zhǔn)備接收從機發(fā)出的數(shù)據(jù)。828SDA1字節(jié)的數(shù)據(jù)。發(fā)送完成后放棄對SDA的控制，進入接收檢測ACK的狀態(tài)。28d0位后，主機控制SDA，將其拉低，給出ACK應(yīng)答。＞從機接收檢測主機的ACKc如果是1nACK，則轉(zhuǎn)入檢測下一個起始信號的狀態(tài)。＞在這個示例中，主機收到l字節(jié)數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)成主機發(fā)送器控制SDA，在發(fā)出ACK答信號后，馬上發(fā)出停止信號，通知本次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。＞從機檢測到停止信號，轉(zhuǎn)入檢測下一個起始信號的狀態(tài)。以上介紹了I2CI2CI2CSCL的TWI接口在硬件層面上實現(xiàn)了更多的I2C底層協(xié)議和