i2c 建立保持时间原理解释

建立时间和保持时间

建立时间和保持时间X 数据∣÷-1 SIr^l<~th~~时钟「tsu：建立时间th：保持时间信号经过传输线到达接收端之后，就牵涉到建立时间和保持时间这两个时序参数，Setup/Hold time是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求, 也就是它们表征了时钟边沿触发前后数据需要在锁存器的输入持续时间，是芯片本身的特性。

建立时间是指触发器的时钟信号提升沿到来以前，数据稳定不变的时间。

输入信号应提前时钟提升沿（如提升沿有效）T时间到达芯片，这个T就是建立时间Setup time.如不满意Setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器, 只有在下一个时钟提升沿，数据才能被打入触发器；保持时间是指触发器的时钟信号提升沿到来以后，数据也必需保持一段时间，数据保持不变以便能够稳定读取（信号在器件内部通过连线和规律单元时，都有行定的延时。

延时的大小与连线的长短和规律单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。

信号的凹凸电平转换也需要肯定的过渡时间假如hold time 不够，数据便不能被有效读取并转换为输出。

假如数据信号在时钟边沿触发前后持续的时间分别超过建立时间和保持时间，那么这部分超过的重量分别称为建立时间裕量和保持时间裕量。

（这期间其实还涉及到竞争冒险的问题，也就是毛刺，稍后在讨论，建立保持时间的存在即是触发器内部的特性又在屏蔽毛刺方面起到了肯定的作用。

）其实建立时间就是在脉冲信号到来时，输入信号已经稳定等待的时间；而保持时间是信号脉冲到来后，而输入信号还没有到达下降沿的时间。

举个例子：建立时间就是你到伴侣家做客去早了，但是仆人还没回来，你等待的时间就是建立时间；保持时间就是进入房子后，逗留的（有效）时间。

当然在实际测试中我发觉时钟信号也是存在抖动和偏移的。

虽然系统时序设计中对时钟信号的要求特别严格，由于我们全部的时序计算都是以恒定的时钟信号为基准。

数据传输模型（建立时间与保持时间）

数据传输模型（建⽴时间与保持时间）关于建⽴时间和保持时间的详细介绍以及相关例题可以参考以下⽂章：在介绍数据传输模型之前必须要了解的两个概念是建⽴时间和保持时间，下⾯就介绍⼀下建⽴时间和保持时间的含义及其物理意义？建⽴时间就是时钟触发事件来临之前，数据需要保持稳定的最⼩时间，以便数据能够被时钟正确的采样。

保持时间就是时钟触发事件来临之后，数据需要保持稳定的最⼩时间，以便数据能够被电路准确的传输。

可以通俗的理解为：时钟到来之前，数据需要提前准备好；时钟到来之后，数据还要稳定⼀段时间。

建⽴时间和保持时间组成了数据稳定的窗⼝，如下图所⽰。

下⾯看⼀种典型的上升沿 D 触发器，来说明建⽴时间和保持时间的由来。

G1~G4 与⾮门是维持阻塞电路，G5~G6 组成 RS 触发器。

时钟直接作⽤在 G2/G3 门上，时钟为低时 G2/G3 通道关闭，为⾼时通道打开，进⾏数据的采样传输。

但数据传输到 G2/G3 门之前，会经过 G4/G1 与⾮门，将引⼊时间延迟。

引⼊建⽴时间的概念，就是为了补偿数据在 G4/G1 门上的延迟。

即时钟到来之前，G2/G3 端的输⼊数据需要准备好，以便数据能够被正确的采样。

数据被时钟采样完毕后，传输到 RS 触发器进⾏锁存之前，也需要经过 G2/G3 门，也会引⼊延迟。

保持时间就是为了补偿数据在 G2/G3 门上的延迟。

即时钟到来之后，要保证数据能够正确的传输到 G6/G5 与⾮门输⼊端。

如果数据在传输中不满⾜建⽴时间或保持时间，则会处于亚稳态，导致传输出错。

1、数据发起时间沿和捕获时间沿CLK。

（1）输⼊端⼝到FPGA内部的第⼀级触发器；（2）FPGA内部寄存器之间的路径；（3）FPGA内部末级触发器到输出端⼝的路径；如果是hold的数据到达时间，则是从Capture Edge开始，再加上Tclka+Tco+Tdata；也即⽐setup的数据到达之间多了⼀个clk的时间。

这⾥是需要区分的，因为后⾯计算setup和hold的裕量时会⽤到。

I2C总线工作原理

I2C总线工作原理I2C是一种串行通信总线，常用于连接主控制器和外设设备之间。

I2C总线通过低速的串行数据传输，可同时连接多个设备，使用双线（SDA和SCL）来进行通信。

本文将详细介绍I2C总线的工作原理。

1.物理层：I2C总线包含两条线路：数据线（SDA）和时钟线（SCL）。

SDA线用于数据传输，而SCL线用于同步数据传输的时钟信号。

这两条线都由一个上拉电阻连接到正电源，以保持高电平状态。

当总线上的设备需要发送数据时，它将拉低SDA线上的电平。

在同一时间，SCL线上的电平将控制数据的传输速率。

2.起始信号和停止信号：I2C总线使用起始信号和停止信号来定义数据传输的开始和结束。

起始信号是由主控制器发送的，通常在主控制器要发送数据之前。

停止信号也是由主控制器发送的，在数据传输完成后。

起始信号由将SCL线保持高电平，SDA线从高电平跳变到低电平。

停止信号是在SCL线保持高电平，SDA线从低电平跳变到高电平。

3.地址和数据传输：在I2C总线上，每个设备都有一个唯一的7位地址，用于寻址特定的设备。

主控制器在发送数据之前，必须先向设备发送一个地址字节。

地址字节由起始信号之后的8个位组成（其中最高位为0用于读操作，1用于写操作）。

设备在成功接收到其地址之后，将向主控制器发送一个应答位。

4.字节传输：一旦设备的地址被成功接收，主控制器可以开始发送数据字节。

数据字节的传输遵循以下步骤：-主控制器发送一个数据字节-设备接收到数据字节并发送一个应答位-主控制器发送下一个数据字节-设备接收到数据字节并发送一个应答位-重复以上步骤，直到所有数据字节都被传输完成5.应答信号：每当主控制器发送一个应答请求时，设备都应该发送一个应答位来确认数据的接收情况。

应答位是一个低电平脉冲，由设备在接收到数据字节后发送。

如果设备成功接收到数据字节，则发送一个低电平的应答位。

若设备遇到错误或无法接收数据，则发送一个高电平的非应答位。

6.时钟同步：I2C总线的数据传输是由SCL线上的时钟信号进行同步的。

iic时序中数据建立时间

iic时序中数据建立时间一、数据建立时间的作用在IIC总线通信中，数据建立时间是指从SCL信号由低电平变为高电平时，SDA信号的电平要稳定在数据线上的一个时间间隔。

这个时间间隔是为了确保接收方能够正确识别数据的位值，即在SCL信号上升沿之前，SDA信号已经稳定并且能够被准确读取。

数据建立时间的作用是为了保证数据的可靠传输。

在IIC通信中，SCL信号控制数据的传输时序，SDA信号则承载具体的数据位值。

当SCL信号由低电平变为高电平时，SDA信号必须在一定的时间内稳定在数据线上，以确保接收方能够准确读取数据。

如果数据建立时间不足，SDA信号可能还未稳定，接收方就开始读取数据，就会导致数据读取错误。

二、数据建立时间的实现方式在IIC总线通信中，数据建立时间是通过控制SCL信号的高电平时间来实现的。

具体而言，数据建立时间应大于或等于t_BUF，其中t_BUF是IIC设备的数据缓冲时间，也是数据从发送方到接收方的传输时间。

为了确保数据建立时间的准确性，需要根据具体的IIC设备的规格书，了解其数据建立时间的要求。

不同的IIC设备可能有不同的要求，因此在设计和布线中需要严格按照规格书中的要求进行。

三、注意事项1. 确保IIC设备的工作频率和时钟频率一致，否则可能导致数据建立时间不足或过长。

2. 在设计和布线中，应尽量缩短SCL和SDA信号的传输路径，以减少信号的传输时间和干扰。

3. 需要注意IIC设备的驱动能力，以确保SDA信号能够在规定的时间内稳定在数据线上。

4. 在进行IIC通信时，应注意信号的抗干扰能力，避免外部干扰对数据建立时间的影响。

5. 在进行IIC设备的布局时，应尽量避免长线和并行线，以减少信号的传输时间和干扰。

IIC时序中的数据建立时间是确保数据能够正确传输的关键步骤之一。

通过控制SCL信号的高电平时间，保证SDA信号在数据线上稳定的时间间隔，可以确保接收方能够准确读取数据。

在设计和布线中，需要注意IIC设备的规格要求，合理设计和布局，以确保数据建立时间的准确性和稳定性。

I2C总线时序详解教学资料

I2C总线时序详解I2C总线时序详解I2C总线位传输由于连接到I2C 总线的器件有不同种类的工艺（CMOS、NMOS、双极性），逻辑0（低）和逻辑1（高）的电平不是固定的，它由电源VCC的相关电平决定，每传输一个数据位就产生一个时钟脉冲。

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。

I2C位传输数据有效性起始和停止条件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；SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个情况表示停止条件。

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起始和停止条件，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）和重复起始条件（Sr）在功能上是一样的。

I2C总线数据传输字节格式发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位，每次传输可以发送的字节数量不受限制。

每个字节后必须跟一个响应位。

首先传输的是数据的最高位（MSB），如果从机要完成一些其他功能后（例如一个内部中断服务程序）才能接收或发送下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL 保持低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线SCL 后数据传输继续。

应答响应数据传输必须带响应，相关的响应时钟脉冲由主机产生。

在响应的时钟脉冲期间发送器释放SDA 线（高）。

在响应的时钟脉冲期间，接收器必须将SDA 线拉低，使它在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平。

通常被寻址的接收器在接收到的每个字节后，除了用CBUS 地址开头的数。

I2C总线数据传输和应答据，必须产生一个响应。

当从机不能响应从机地址时（例如它正在执行一些实时函数不能接收或发送），从机必须使数据线保持高电平，主机然后产生一个停止条件终止传输或者产生重复起始条件开始新的传输。

i2c方案原理

i2c方案原理一、引言i2c（Inter-Integrated Circuit，简称I2C）是一种串行通信协议，用于连接集成电路芯片。

它由飞利浦公司于1982年推出，并在2006年被发布为开放标准。

i2c方案广泛应用于消费电子、工业自动化、汽车电子等领域，具有简单、灵活、可靠的特点。

二、基本原理i2c方案基于主从结构，其中一个设备充当主设备，其他设备作为从设备。

主设备控制总线的时序和数据传输，从设备响应主设备的请求。

1. 总线结构i2c总线由两根线组成：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。

SDA用于双向数据传输，SCL用于时钟同步。

2. 数据传输数据传输分为两种模式：地址模式和数据模式。

在地址模式下，主设备发送从设备的地址和读写方向的位，从设备通过SDA线响应。

在数据模式下，主设备发送或接收数据位，从设备通过SDA线响应。

3. 时序控制i2c使用时钟同步进行数据传输。

时钟由主设备产生，并控制数据的读写。

三、i2c的工作方式i2c方案的工作方式可以概括为以下几个步骤：1. 总线初始化主设备启动总线，通过发送一个特定的起始条件将总线置为忙状态。

2. 从设备选择主设备发送从设备的地址和读写方向的位，从设备通过SDA线响应。

3. 数据传输主设备根据需要发送或接收数据。

4. 响应控制从设备接收到数据后，通过响应控制线（ACK）发送一个ACK或NACK信号，表示接收到了数据或出现了错误。

5. 信号终止主设备发送一个停止条件来结束数据传输。

四、i2c的优势和应用领域i2c方案具有以下优势，使其广泛应用于各个领域：1. 简单i2c只需要两根线，使硬件设计更加简单。

2. 灵活i2c总线可以连接多个设备，每个设备都有唯一的地址，提供了灵活的系统设计选择。

3. 可靠i2c使用时钟同步，可以有效减少传输错误和冲突。

i2c方案适用于以下领域：1. 消费电子i2c广泛应用于智能手机、平板电脑、数码相机等消费电子产品中，用于连接各个芯片和模块。

I2C工作原理

文化在交流中传播高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆被誉为中芬文明交流互鉴“架桥人”的赫尔辛基大学孔子学院，作为芬兰认识中国、中国与芬兰深化友谊和合作的重要窗口，在推动汉语在芬兰的发展方面取得了丰硕的成果，已成为芬兰最大的汉语教学、汉语水平考试及中国问题研究中心，孔子学院还在芬兰多所大学的五个语言中心设立了汉语教学点。

赫尔辛基大学孔子学院的创建①扩大了中华文化的国际影响力②表明了中华优秀传统文化是中华文明的重要标志③见证了中华优秀传统文化能够推动芬兰社会发展④为中华文化的传播和中芬文化的交流作出了贡献A．①② B．①④ C．②③ D．③④1．文化交流促进世界文化的发展文化传播的意义——既促进本民族文化的繁荣，又促进世界文化的发展。

2．做传播中外文化交流的友好使者我们既要更加热情地欢迎世界各地优秀文化在中国传播，又要更加主动地推动中华文化走向世界。

做中外文化交流的友好使者，是时代赋予我们的使命。

文化传播的途径和文化传播的手段1．秦国攻灭楚国后，为了加强对南方地区的控制，派50万官兵驻扎岭南地区。

这使得相当一部分中原人留在了粤东北地区，对当地文化产生了深远的影响。

秦统一中国后，为了戍边和开发新区，组织了一系列大规模的人口迁徙。

其中最著名的北戍五原、云中，南戍五岭，人数近百万，对长城沿线和华南的开发起了重要作用。

上述材料体现的文化传播途径是A．教育是文化传播的重要途径B．人口迁徙是文化传播的重要途径C．战争是文化传播的根本途径D．古代商贸活动是文化传播的重要途径2．中央电视台“一带一路”的特别报道《数说命运共同体》，通过讲述贸易、投资、中国制造、基础设旅、饮食文化、人员往来等方面的故事，呈现出“一带一路”沿线国家“命运共同体”图景。

该节目通过最新视频技术，使主持人“走出”演播室，在不同国家之间“穿越”，和观众一起认识“一带一路”沿线国家各方面的情况。

茶叶、丝绸伴随着中国口音旅行到了世界各地，而远方的特产来到中国的同时也把海外“乡音”带进了汉语词典，阿拉伯神话传说在中国家喻户晓，中国的电影海报也张贴在外国的电影院里……这表明A．大众传媒具有文化传递、沟通、感召的强大功能B．文化既是民族的，又是世界的C．大众传媒是古今文化传播的主要途径D．文化与经济相互交融，相互影响3．2017年，中国在德国举办贯穿全年、覆盖全德的系列文化庆祝活动。

I2C详解

I2C详解1 I2C接口简介I2C全称:Inter-Integrated Circuit，是一种同步、半双工的通信总线。

同步：发送接收端要严格同步，一般有同步时钟线。

半双工：I2C只有一条数据线，所以master发数据与收数据不能同时进行。

I2C通信速率：模式速率标准模式100 kbps快速模式400 kbps高速模式3.4 MbpsI2C诞生的背景：最初的嵌入系统是使用内存映射（memory-mapped I/O）的方式来互连微控制器和外围设备的。

要实现内存映射，设备必须并行连入微控制器的数据线和地址线，也就意味着：如果要连接一款新的外围设备，需在设计芯片时候确定好。

所以很不灵活并且成本高。

1982年，Philips实验室开发了I2C，方便CPU与外设之间通信。

1.1 I2C原理简介我理解的是：I2C设计时的理念是：信号线尽量少并且速率要尽量高。

信号线少，可以减少引脚占用，这对早期的芯片（引脚很少）的很重要。

当然，如果单纯说减少信号线，1-wire总线只使用1根线通信（比如DS18B20、DHT11等都是使用这种协议），但是1-wire总线是异步通信，所以1-wire总线速率不可能太高(1-wire总线传输速率一般为16.3Kbit/s，最大可达142 Kbit/s，通常情况下采用100Kbit/s 以下的速率传输数据)。

标准的I2C需要两根信号线：SCL（Serial Clock）：时钟线，时钟都是有master提供的SDA（Serial Data）：双向数据线，发数据或者收数据（收发不能同时）I2C多master多slave示意图：图中是2个master+2个slave的示意，同一时刻只有一个master 与一个slave通信。

若想实现这个效果：1 多个master-slave 时钟、数据线连在一起，需要实现信号的“线与”逻辑（所以SDA、SCL 被设计为漏极开路结构，外加上拉电阻实现“线与”）2 需要实现“时钟同步”和“总线仲裁”，引脚在输出信号的同时还能对引脚上的电平进行检测，检测是否与刚才输出一致，为“时钟同步”和“总线仲裁”提供硬件基础。

建立时间和保持时间

建立时间与保持时间时钟是整个电路最重要、最特殊的信号，系统内大部分器件的动作都是在时钟的跳变沿上进行, 这就要求时钟信号时延差要非常小, 否则就可能造成时序逻辑状态出错；因而明确FPGA设计中决定系统时钟的因素，尽量较小时钟的延时对保证设计的稳定性有非常重要的意义。

1.1 建立时间与保持时间建立时间（Tsu：set up time）是指在时钟沿到来之前数据从不稳定到稳定所需的时间，如果建立的时间不满足要求那么数据将不能在这个时钟上升沿被稳定的打入触发器；保持时间（Th：hold time）是指数据稳定后保持的时间，如果保持时间不满足要求那么数据同样也不能被稳定的打入触发器。

建立与保持时间的简单示意图如下图1所示。

图1 保持时间与建立时间的示意图在FPGA设计的同一个模块中常常是包含组合逻辑与时序逻辑，为了保证在这些逻辑的接口处数据能稳定的被处理，那么对建立时间与保持时间建立清晰的概念非常重要。

下面在认识了建立时间与保持时间的概念上思考如下的问题。

图2 同步设计中的一个基本模型图2为统一采用一个时钟的同步设计中一个基本的模型。

图中Tco是触发器的数据输出的延时；Tdelay是组合逻辑的延时；Tsetup是触发器的建立时间；Tpd为时钟的延时。

如果第一个触发器D1建立时间最大为T1max，最小为T1min，组合逻辑的延时最大为T2max，最小为T2min。

问第二个触发器D2立时间T3与保持时间T4应该满足什么条件，或者是知道了T3与T4那么能容许的最大时钟周期是多少。

这个问题是在设计中必须考虑的问题，只有弄清了这个问题才能保证所设计的组合逻辑的延时是否满足了要求。

下面通过时序图来分析：设第一个触发器的输入为D1，输出为Q1,第二个触发器的输入为D2，输出为Q2；时钟统一在上升沿进行采样，为了便于分析我们讨论两种情况即第一：假设时钟的延时Tpd为零，其实这种情况在FPGA 设计中是常常满足的，由于在FPGA 设计中一般是采用统一的系统时钟，也就是利用从全局时钟管脚输入的时钟，这样在内部时钟的延时完全可以忽略不计。

I2C原理介绍

拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。
4、实现不同类型电路的匹配上拉电阻的选择因素：功率、驱动能力、频率、抗干扰等
上拉下拉电阻
上拉电阻和下拉电阻
拉电流和灌电流是衡量电路输出驱动能力（注意：拉、灌都是对输出端而言的，所以是驱动能力）的参数，这种说法一般用在数字电路中。由于数字电路的输出只有高、低（0，1）两种电平值，高电平输出时，一般是输出端对负载提供电流，其提供电流的数值叫“拉电流”；低电平输出时，一般是输出端要吸收负载的电流，其吸收电流的数值叫“灌（入）电流”。
I2C总线原理
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目录
1、I2C总线的概念 2、I2C总线的特点 3、总线的基本操作 4、上拉电阻和下拉电阻介绍
I2C总线的概念
I2C 支持常见IC 制造工艺（CMOS、 NMOS、晶体管）两线制：数据线SDA 和时钟线SCL 总线上每个器件都有一个唯一、确定的地址（无论是微控制器、传感器、LCD驱动器、存储器或键盘接口）原则上来说总线上每个器件都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）发送器和接收器在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机。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
发送；否则，退出竞争。SDA线的仲裁可以保证I2C总线
系统在多个主节点同时企图控制总线时通信正常进行并且数据不丢失。总线系统通过仲裁只允许一个主节点可以继续占据总线。
I2C总线的特点
I2C总线的特点
总线的基本操作
开始信号（主机发送）停止信号（主机发送）确认信号（ACK）：“谁接收谁产生”的原则，即总是由接收器产生应答位非应答信号（NACK)：如果接收器在接收完最后一个字节的数据，或者不能再接收更多的数据时，应当产生非应答来通知发送器。发送器如果发现接收器产生了非应答状态，则应当终止发送。

i2c通信的详细讲解

i2c通信的详细讲解I2C（Inter-IntegratedCircuit）通信协议是一种用于连接两个不同芯片的系统总线技术，也称为两级串行总线协议或者双总线协议。

I2C协议是由 Philips Semiconductors公司发明的，并被广泛应用于许多不同类型的处理器，特别是嵌入式系统中。

在本文中，我们将讨论I2C协议的原理，它的优点及其在实际应用中的使用方法。

I2C协议使用两根线，一根叫作“时钟”（SCL），另一根叫作“数据”（SDA）。

它们可以用来传输数据，也可以用来控制时钟（SCL）和数据（SDA）的发送和接收。

I2C协议的发明是为了实现多设备的联动，使多个设备之间的信息传输更加高效，性能也更加稳定。

I2C协议的优点：1.省电池电量：I2C协议会在不发送数据时减少时钟信号电平，这样可以有效降低电池电量的消耗；2.单：I2C协议只需要两根电线，可以满足大多数多芯片联动的应用需求；3.能稳定：I2C协议传输稳定，在多设备环境中信号传输时间间隔距离短；4.讯范围宽：I2C协议可以实现多芯片间的远近程度，并通过扩展的协议可以扩大通讯的范围；5.持动态分配：I2C协议允许动态的分配芯片通信地址，以及通过地址捕获技术加快芯片通讯的效率。

I2C协议在实际应用中主要用于在不同芯片之间进行信息传输，比如CPU和外设（例如继电器或者显示器）之间的通讯。

运行I2C协议的系统必须具备以下特性：1. 主从模式：I2C要求两个通讯芯片必须有一个主芯片（Master）来控制所有的通讯，而其他芯片则作为从芯片（Slave）来响应主芯片的指令；2.特率：I2C的数据传输不仅要考虑传输的速度，还需要考虑传输的波特率，这个波特率会影响传输的效率；3.址捕获：I2C需要使用地址捕获技术来增加通信的效率，借此可以最大限度的减少不必要的数据通讯量。

I2C协议的应用非常广泛，它可用于控制多种不同的设备，从简单的温度传感器到复杂的PLC控制器，从内存管理到模拟/数字信号处理，几乎都可以用到I2C协议。

(完整版)I2C总线协议及工作原理

I2C 总线协议及工作原理一、概括1、 I2C 总线只有两根双向信号线。

一根是数据线SDA ，另一根是时钟线SCL 。

SCL ：上涨沿将数据输入到每个 EEPROM 器件中；降落沿驱动 EEPROM 器件输出数据。

(边缘触发 )SDA ：双向数据线，为OD 门，与其余随意数目的OD 与 OC 门成 " 线与 " 关系。

I2C 总线经过上拉电阻接正电源。

当总线安闲时，两根线均为高电平（SDL=1;SCL=1 ）。

连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的 SDA 及 SCL 都是线“与”关系。

2、主设施与从设施系统中的全部外头器件都拥有一个 7 位的 "从器件专用地点码 " ，此中高 4 位为器件种类，由生产厂家拟订，低 3 位为器件引脚定义地点，由使用者定义。

主控器件经过地点码成立多机通讯的体制，所以 I2C 总线省去了外头器件的片选线，这样不论总线上挂接多少个器件，其系统仍旧为简洁的二线构造。

终端挂载在总线上，有主端和从端之分，主端一定是带有CPU 的逻辑模块，在同一总线上同一时辰使能有一个主端，能够有多个从端，从端的数目受地点空间和总线的最大电容400pF 的限制。

主端主要用来驱动SCL line ；从设施对主设施产生响应；两者都能够传输数据，可是从设施不可以倡始传输，且传输是遇到主设施控制的。

二、协议1.安闲状态I2C 总线总线的SDA 和 SCL 两条信号线同时处于高电平常，规定为总线的安闲状态。

此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即开释总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。

2.开端位与停止位的定义：开端信号：当 SCL 为高时期， SDA 由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

停止信号：当 SCL 为高时期， SDA 由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

建立时间、保持时间、传播延时、组合逻辑延时都是什么呢？

建立时间、保持时间、传播延时、组合逻辑延时都是什么呢？建立时间（Setup Time）是指触发器的时钟信号上升沿到来之前，数据保持稳定不变的时间。

输入信号应该提前时钟上升沿（如上升沿有效）T su 时间到达芯片，这个 T su 就是建立时间。

如果不满足建立时间要求，这个数据就不能被这一时钟打入触发器，只有在下一个时钟上升沿，数据才能被打入触发器，或者说，该数据就会被永久“跳过”而未被“采样”。

举个例子：坐火车时需要提前到站检票安检，而不是一到火车站就可以乘坐，必须的提前到站的时间就是建立时间。

如果数据信号在时钟沿触发前的持续时间超过了建立时间 T su，那么这个时间间隔就叫做建立时间裕量。

保持时间（Hold Time）是指触发器的时钟信号上升沿到来之后，数据保持稳定不变的时间（数据保持不变以便能够稳定读取，如果保持时间不满足的话，那么数据便不能被有效读取并转换为输出）。

如果数据信号在时钟沿触发后的持续时间超过了保持时间T h，那么这个时间间隔就叫做保持时间裕量。

总结（Summary）：建立时间和保持时间这两个时序参数是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求，也就是它们表征了时钟边沿触发前后数据需要在锁存器的输入持续时间，是芯片本身的特性。

其实，这期间其实还涉及到竞争冒险的问题，也就是毛刺，建立保持时间的存在即是触发器内部的特性又在屏蔽毛刺方面起到了一定的作用。

传播延迟（Propagation Delay）是指一个数字信号从器件（一般是DFF，符号表示为T cq）的输入端到输出端所需的时间。

一般在FPGA 中是指时钟上升沿之后延时T cq的时间，数据才到达寄存器Q 端。

区别于门传播延时：证明其对输入信号变化响应有多快，表示为信号通过该门所经历的时间，定义为输入信号和输出信号波形在50% 翻转点之间的时间。

组合逻辑延时（Combinational Logic Delay）是指两级寄存器之间的输出端 Q 到输入端 D 之间的组合逻辑延时，符号表示为 T logic 。

I2C时序分析和基础知识总结

在每个时钟周期内对数据线SDA采样两次。
• 接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续进行。
1、关于400pF负载电容
（1）波形畸变：电容越大，其滤波效果越明显。当这个电容过大时，很明显部分通讯信号会被滤除，引起波形畸变，I2C将可能会产生误码，从而无法正常通信。
（2）总线驱动能力：负载电容决定了总线在某一速率下的稳定性。当输出为高时，电流通过上拉电阻对负载电容充电。上拉越大，电容越大，所需要的时间就越长，如果超过了通信周期的10%，那么这个上升沿就太缓了，相应的建立时间会受到影响。
当所有有关的器件数完了它们的低电平周期后，时钟线被释放并变成高电平，之后器件时钟和SCL线的状态没有差别，而且所有器件会开始数它们的高电平周期。首先完成高电平周期的器件会再次将SCL线拉低，这样产生的同步SCL 时钟的低电平周期由低电平时钟周期最长的器件决定，而高电平周期由高电平时钟周期最短的器件决定。
但如果从机要完成一些其他功能后才能接收或发送下一个完整的数据字节，那么可以使时钟信号保持低电平迫使主机进入等待状态。这也是唯一一个从机改变主机时钟的情况。
当从机准备好接受下一个字节时，释放时钟线SCL，数据传输继续。
• （2）数据帧格式 • I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地
址信号，又包括真正的数据信号。
• 在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第8位是数据的传送方向位（R/），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。

保持和建立时间详解

这几天经常看到有关数字电路中建立时间（setup time）、保持时间（holdup time）以及延迟时间（delay）的讨论。

自己也高不清楚，查了相关的资料，总算了解了一些。

首先：建立时间和保持时间都是器件要求的特性。

其中建立时间是器件输入端在时钟信号有效沿到来前，要求输入信号稳定不变的时间。

保持时间是器件输入端要求输入信号在时钟信号有效沿到来后保持稳定不变的时间。

如果输入信号不满足建立时间和保持时间的要求，就可能导致数据锁存错误。

延迟时间是器件本身或布线的物理特性，其含义是信号从器件或布线经过所需的时间。

这里主要讨论器件的延迟时间。

通常器件的延迟时间由两部分组成。

一个是触发器输出响应时间（tffpd）。

可以理解为触发器输出在clk有效沿到来后的时间内发生变化, 之后稳定，也可以理解输出延迟。

另一个触发器输出的变化经过组合逻辑元件所需的附加时间，一般是组合逻辑延迟（tcomb）。

如下图所示：再来解释两个概念：建立时间容限和保持时间容限。

所谓建立时间容限是指器件允许的安全的建立时间长度范围。

同样保持时间也就是器件允许的安全的保持时间长度范围。

一般来说建立时间容限和保持时间容限都大于等于0。

根据这个要求，如上图所示，就有以下约束：tclk = tffpd + tcomb + 建立时间容限 + tsetup所以建立时间容限 = tclk - tffpd(max) - tcomb(max) - tsetup >=0tsetup <= tclk - tffpd (max)- tcomb(max)再来看保持时间容限首先对于数据接收端来说，任何时钟沿采样的数据，都是发送端前一时钟周期发送的数据。

发送端可能每个时钟周期都要发送数据，那么对于接收端来说，任何一个时钟沿后一段时间，数据线上的数据都会被发送端第二次发送的数据改变，所以保持时间容限其实是由于下一个时钟节拍上的数据引起的。

有效数据在tffpd + tcomb之后到达触发器，如果tholdup > tffpd + tcomb，则下一个有效数据到达后，tholdup仍然没结束，但前一个数据已经被破坏，所以必须tholdup <= tffpd + tcomb。

iic建立时间和保持时间标准

iic建立时间和保持时间标准I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线，用于在集成电路之间传输数据。

I2C总线由两根信号线组成：SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）。

在I2C通信中，建立时间和保持时间是指传感器或设备在发送数据时，需要满足的最低时间要求。

1. 建立时间（Setup Time）：建立时间是指在时钟信号上升沿到来之前，数据线上的信号需要保持稳定不变的时间。

这是为了确保接收端能够在时钟上升沿时捕获到正确的数据。

建立时间通常由发送设备硬件设定，且应满足I2C协议的规定。

2. 保持时间（Hold Time）：保持时间是指在时钟信号上升沿之后，数据线上的信号需要保持稳定不变的时间。

这是为了确保接收端有足够的时间采样数据。

保持时间也通常由发送设备硬件设定，且应满足I2C协议的规定。

I2C建立时间和保持时间的标准取决于I2C协议版本和通信速率。

不同的I2C协议版本和通信速率对应不同的建立时间和保持时间要求。

以下是一般情况下I2C总线的建立时间和保持时间标准：- 标准模式（100kbps）：建立时间约为200μs，保持时间约为600μs。

- 快速模式（400kbps）：建立时间约为10μs，保持时间约为30μs。

- 高速模式（3.4Mbps）：建立时间约为4μs，保持时间约为20μs。

请注意，这些时间参数可能会因实际硬件和通信场景而有所不同。

在实际应用中，为了确保稳定的通信，建议遵循I2C协议规定的最小建立时间和保持时间要求。

总之，I2C建立时间和保持时间是I2C通信中关键的参数，它们影响着通信的稳定性和可靠性。

遵循I2C协议规定的标准建立时间和保持时间，可以确保设备之间的顺畅通信。

全面剖析i2c总线的原理与控制技术

全面剖析i2c总线的原理与控制技术IIC总线，是INTER-IC串行总线的缩写。

INTER-IC原文大意是用于相互作用的集成I2C总线的特点与特性I2C总线与传统的PWM调宽脉冲相比较，其最大的特点是串行数据线和时钟线都是双向传输线。

I2C总线在实际电路的应用中，两根线各自通过一个上拉I2C总线的控制技术由于在I2C总线中的多主控器的控制权总是相互竞争，并且在相互竞争中进行寻址和数据发送，因此总线上没有中央微处理器，也没有任何优先级。

在I2C总线上进行数据传输时，所有的主控器都会在串行时钟线上产生自己的时钟信号，而且只有当时钟线上的信号处于高电平时，数据线上的数据才是有效的。

因此，当各主控器向总线上输出各不相同的时钟频率时，只有通过仲裁过程，才可使总线上有一个统一的时钟信号。

只有总线上的时钟线上的一种“线与”连接和双向传输特性来实现的。

因此，I2C总线的控制基础主要是仲裁过程和时钟同步。

在总线的仲裁过程中，一旦有一主控器输出一个低电平时钟信号，则串行时钟线将由此变为低电平，直到该主控器时钟信号的高电平状态到来，数据信号才开始传送。

在总线上这个时钟线的电平转换，将影响所有主控器的时钟信号低电平周期的计时。

事实上，当一个主控器的时钟信号由低电平向高电平转换时，它可能并不会改变串行时钟线的低电平状态，因为此时可能有另一个主控器仍然处于时钟低电平周期。

也就是说，在I2C总线控制中，时钟线将由时钟低电平周期最长的主要控器保持为低电平状态，而其他时钟低电平周期较短的主控器则将相继进入时钟高电平等待状态。

只有当总线上的所有主控器都结束了时钟低电平周期的计时后，时钟线才被完全释放，即时钟线的状态达到一致高电平状态。

当所有主控器时钟信号都进入高电平状态后，便开始了各自的时钟信号高电平周期计时。

当有一个主控器的时钟高电平状态计时结束时，这个主控器将再次使I2C总线上的时钟线SCL处于低电平状态。

从而，在总线的仲裁过程中，使时钟线通过各主控的时钟输出产生一个统一的时钟同步信号成为现实。

I2C的原理与应用

I2C的原理与应用I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，由飞利浦公司在1982年推出。

它是一种用于连接集成电路的总线系统。

I2C总线由两条线组成，即串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。

在I2C总线上，多个设备可以通过共享这两条线来进行通信。

I2C总线的工作原理如下：1. 总线拥有一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）。

2.主设备通过SCL线发出时钟信号，控制数据的传输速率。

3.主设备发起通信并在总线上发送一个地址，从设备的地址由主设备指定。

4.主设备发送读写命令，告诉从设备它想要进行读取还是写入操作。

5.主设备发送或接收数据，数据通过SDA线传输，并且在每个时钟周期内由SCL线上的时钟信号同步。

6.从设备接收或发送数据，并在电平变化后确认接收或请求重发。

7.主设备在完成通信后，释放总线。

I2C总线的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：1.传感器和模拟接口：许多传感器和模拟设备使用I2C通信来与主控制器或处理器通信。

例如，温度传感器、光照传感器、加速度传感器等。

2.存储器和扩展设备：I2C总线通常用于连接存储器芯片，如EEPROM 和RAM。

此外，I2C还可以用于连接其他扩展设备，如数字输入/输出（GPIO）扩展器和显示屏控制器。

3.数字芯片和集成电路：许多数字芯片和集成电路都采用I2C通信接口，包括ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、音频编解码器和触摸屏控制器等。

4.扩展板和模块：I2C总线常用于连接外部扩展板和模块，如传感器模块、LCD显示模块、无线通信模块等。

这些模块可以通过I2C总线与主控制器进行通信，从而实现更丰富的功能。

5.工业自动化和控制系统：在工业自动化和控制系统中，I2C总线用于连接传感器、执行器和控制器。

通过使用I2C总线，各个设备之间可以通过主控制器进行高效地通信和控制。

总之，I2C是一种简单、高效和可靠的串行通信协议，广泛应用于各种设备和系统中。

I2C总线延时的理解

I2C总线延时的理解
单片机I/O端口模拟I2C时序为什么要延时，单片机端口不是会自动保持电平不变吗？
I2C开始时序：
void start（）
{
SDA=1;
NOP();
SCL=1;
NOP();
NOP();
NOP();
SDA=0;
}
为什么要用到NOP();呢？？它的作用是什么呢？是延迟一会才执行下一条语句，还是保持上一条语句一会儿？？
延时是保证拉高拉低时间大于设备接口时序要求的时间，因为时序要求高低保持时间是有要求的，如果你执行太快，设备还没检测到，就过去了，那就错了。

追问：
它的作用是什么呢:
(1)延迟一会才执行下一条语句。

(2)保持上一条语句一会儿。

作用是哪一条呢？（1）还是（2）？
追答：
作用主要是（2）,使上一条指令保持时间够了，再执行
下一条语句
加不加延时和你的I2C设备的反应速度有关系，一般
都是要加的，普通i2c设备的start时间为几个uS,保
持时间也是几个us,主要要保持i2c总线是时序时间是合理的，比如pcf8583这个芯片他开始时序的SDA=1 升起时间是4.7uS,SDA=1保持时间是4uS,然后才能使SCL=1，然后将SDA=0,这时设备接收到这过程就认为开始。