飞思卡尔8位单片机-第10章-IICPPT课件
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(a)通过产生一个STOP信号放弃总线。
(b)通过产生重复的START信号发起一个新的呼叫。
.
14
(4) 重复的START信号
• 图10－8所示，一个重复的START信号是不用首先产生STOP信号终止通 信的START信号。
(5) 仲裁程序
• 如果两个或更多的主器件试图在同一时间控制总线，一个时钟同步程 序确定总线时钟。竞争的主器件之间相对优先级由一个数据仲裁进程 确定。丢失的主器件立即切换到从接收模式并停止驱动SDA输出。
10、在多主方式中，通过硬件和软件的. 仲裁主控制器取得总线控制权 4
I2C总线的接口电路结构
1、数据线SDA和时钟线SCL都是双向传输线，平时均处于高 电平备用状态，只有当需要关闭I2C总线时，SCL线才会箝 位在低电平。
2、 SCL线上为高电平时，SDA线上的数据信号才会有效， SCL低时，SDA数据无效。因此，只有当SCL线为低电平时， SDA线上的电平状态才允许发生变化。
(6) 时钟同步
.
15
QG8的IIC特点
1. 与 标准的IIC协议兼容； 2. 支持多主操作； 3. 有64种不同的时钟频率可供选择； 4. Software selectable acknowledge bit； 5. 支持中断传输； 6. 在总线仲裁中失败方可自动由主切换到从模式； 7. 支持地址匹配中断； 8. 有S和P信号产生与检测功能； 9. 有“重新启动”（Repeated START）信号产生能力； 10. 支持Ack信号的产生与检测； 11. 具有总线忙检测能力；
• 数节为8位，高位在前，低位在后。每传输一位数据都有 一个时钟脉冲相对应。
• SCL线为低电平时，SDA线上数据就被停止传送。接收器可 向SCL线输出低电平而箝住SCL（SCL=0），迫使SDA线处于 等待状态，直到接收器准备好接收新的数据/地址字节时， 再释放时钟线SCL（SCL）=1），使SDA线上数据传输得以 继续进行。
1 = 读传输，从发送数据给主。
0 = 写传输，主发送数据给从。
正好匹配主器件传输的呼叫地址的从器件通过送回一个应答位 响应。
从机地址由一个固定的和一个可编程的部分构成。例如，某些 器件有4个固定的位（高4位）和3个可编程的地址位（低3位）， 那么同一总线上共可以连接8个相同的器件。
.
10
（3）数据传输
.
16
10.2 、IIC管脚及相关寄存器
.
17
外部信号描述
.
18
寄存器
IIC Address Register (IICA)
7-1 ADDR 作为从模式时，存放被寻找的地址，对于主模式该寄存器无用。
IIC Frequency Divider Register (IICF)
7-6 MULT
5-0 ICR
用来定义波特率的乘数因子mul： 00 mul = 01；01 mul = 02；10 mul = 04；11 Reserved
IIC Clock Rate — 该ICR数值用来定义总线分频得到IIC时钟的分频因子，
• 当主控器作为接收器接收被控器送来的最后一个数据时，必 须给被控器发送一个非应答信号（A），令被控器释放SDA线， 以便主控器可以发送停止信号来结束数据的传输。I2C总线 上的应答信号比较重要，在编制程序时应该着重考虑。
.
13
（4）STOP信号
• 在SCL为逻辑1时SDA的一个上升沿 • 主器件做下面两件事情之一，数据传输中止：
工作原理及操作时序。
.
2
QG8
SDA SCL
1、电气特性； 2、寻址无需片选； 3、多主和主从 4、MT、MR、ST、SR
.
3
I2C总线的特点
1、电气特性。各节点需共地，SDA和SCL需分别接上拉电阻。
2、寻址无需片选，主从方式中，从器件的地址包括器件编号地址和引脚地 址，器件编写地址由I2C总线委员会分配，引脚地址决定于引脚外接电平 的高低
3、多主和主从两种工作方式的总线
4、为主控发送器、主控接收器、被控发送器和被控接收器
5、起始和终止信号以及时钟信号都是由主控器提供
6、其总线传输速率为100 kb/s（改进后的规范为400 kb/s），总线驱动能 力为400 pF。QG8的最快速度为clock/20。
7、 I2C总线还具有仲裁功能，当一个以上的主器件同时试图控制总线时，只 允许一个有效，从而保证数据不被破坏
第十章 内部集成电路IIC原理及应用
第1节 IIC概述 第2节 IIC管脚及相关寄存器 第3节 IIC在系统扩展中的应用
.
1
9.1
I2C 概
述
• I2C总线是PHILIPS公司推出的串行总线。I2C 总线的应用非常广泛，在很多器件上都配备有 I2C总线接口，使用这些器件时一般都需要通 过I2C总线进行控制。这里简要介绍I2C总线的
8、当主机发送寻址字节时，总线上所有器件都将该寻址字节中的高7位地址 与自己器件的地址比较，若两者相同，则该器件认为被主机寻址，并根据 读/写位确定是从发送器还是从接收器
9、具有I2C总线接口的单片机可以工作在上述4种工作状态中的任一状态，而 一些带有I2C总线接口的存储器（RAM或E2PROM）模块只能充当被控发送器 或被控接收器
.
5
图源自文库-2 I2C总线的器件连接
.
6
I2C总线信号的时序
.
7
I2C协议
一个标准的通信由四部分组成：
– START信号 – 从地址传输 – 数据传输 – STOP信号
.
8
.
9
（1）START信号
一个START信号定义为SDA的一个下降沿，同时SCL 保持为高。由主机产生。
（2）从地址传输
7位呼叫地址，紧接着一个读/写位，读写位告诉从器件数据传 输的期望方向。
.
11
• 数据字节没有限制，但每个字节后都必须跟随一个应答位 应答信号在第9个时钟位上出现，主控发送器必须在被控 接收器发送应答信号前，预先释放对SDA线的控制。接收 器在SDA线上输出低电平为应答信号（A），输出高电平为 非应答信号（A）。
.
12
• 主控器接收到应答信号后可进行下一字节的发送。但如果被 控器由于某种原因需要进行其他处理而无法继续接收SDA线 上数据时，便可向SDA线输出一个非应答信号（A），使SDA 线保持高电平，主控器据此便可产生一个停止信号来终止 SDA线上的数据传输。
(b)通过产生重复的START信号发起一个新的呼叫。
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(4) 重复的START信号
• 图10－8所示，一个重复的START信号是不用首先产生STOP信号终止通 信的START信号。
(5) 仲裁程序
• 如果两个或更多的主器件试图在同一时间控制总线，一个时钟同步程 序确定总线时钟。竞争的主器件之间相对优先级由一个数据仲裁进程 确定。丢失的主器件立即切换到从接收模式并停止驱动SDA输出。
10、在多主方式中，通过硬件和软件的. 仲裁主控制器取得总线控制权 4
I2C总线的接口电路结构
1、数据线SDA和时钟线SCL都是双向传输线，平时均处于高 电平备用状态，只有当需要关闭I2C总线时，SCL线才会箝 位在低电平。
2、 SCL线上为高电平时，SDA线上的数据信号才会有效， SCL低时，SDA数据无效。因此，只有当SCL线为低电平时， SDA线上的电平状态才允许发生变化。
(6) 时钟同步
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QG8的IIC特点
1. 与 标准的IIC协议兼容； 2. 支持多主操作； 3. 有64种不同的时钟频率可供选择； 4. Software selectable acknowledge bit； 5. 支持中断传输； 6. 在总线仲裁中失败方可自动由主切换到从模式； 7. 支持地址匹配中断； 8. 有S和P信号产生与检测功能； 9. 有“重新启动”（Repeated START）信号产生能力； 10. 支持Ack信号的产生与检测； 11. 具有总线忙检测能力；
• 数节为8位，高位在前，低位在后。每传输一位数据都有 一个时钟脉冲相对应。
• SCL线为低电平时，SDA线上数据就被停止传送。接收器可 向SCL线输出低电平而箝住SCL（SCL=0），迫使SDA线处于 等待状态，直到接收器准备好接收新的数据/地址字节时， 再释放时钟线SCL（SCL）=1），使SDA线上数据传输得以 继续进行。
1 = 读传输，从发送数据给主。
0 = 写传输，主发送数据给从。
正好匹配主器件传输的呼叫地址的从器件通过送回一个应答位 响应。
从机地址由一个固定的和一个可编程的部分构成。例如，某些 器件有4个固定的位（高4位）和3个可编程的地址位（低3位）， 那么同一总线上共可以连接8个相同的器件。
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（3）数据传输
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10.2 、IIC管脚及相关寄存器
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17
外部信号描述
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寄存器
IIC Address Register (IICA)
7-1 ADDR 作为从模式时，存放被寻找的地址，对于主模式该寄存器无用。
IIC Frequency Divider Register (IICF)
7-6 MULT
5-0 ICR
用来定义波特率的乘数因子mul： 00 mul = 01；01 mul = 02；10 mul = 04；11 Reserved
IIC Clock Rate — 该ICR数值用来定义总线分频得到IIC时钟的分频因子，
• 当主控器作为接收器接收被控器送来的最后一个数据时，必 须给被控器发送一个非应答信号（A），令被控器释放SDA线， 以便主控器可以发送停止信号来结束数据的传输。I2C总线 上的应答信号比较重要，在编制程序时应该着重考虑。
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（4）STOP信号
• 在SCL为逻辑1时SDA的一个上升沿 • 主器件做下面两件事情之一，数据传输中止：
工作原理及操作时序。
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2
QG8
SDA SCL
1、电气特性； 2、寻址无需片选； 3、多主和主从 4、MT、MR、ST、SR
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3
I2C总线的特点
1、电气特性。各节点需共地，SDA和SCL需分别接上拉电阻。
2、寻址无需片选，主从方式中，从器件的地址包括器件编号地址和引脚地 址，器件编写地址由I2C总线委员会分配，引脚地址决定于引脚外接电平 的高低
3、多主和主从两种工作方式的总线
4、为主控发送器、主控接收器、被控发送器和被控接收器
5、起始和终止信号以及时钟信号都是由主控器提供
6、其总线传输速率为100 kb/s（改进后的规范为400 kb/s），总线驱动能 力为400 pF。QG8的最快速度为clock/20。
7、 I2C总线还具有仲裁功能，当一个以上的主器件同时试图控制总线时，只 允许一个有效，从而保证数据不被破坏
第十章 内部集成电路IIC原理及应用
第1节 IIC概述 第2节 IIC管脚及相关寄存器 第3节 IIC在系统扩展中的应用
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9.1
I2C 概
述
• I2C总线是PHILIPS公司推出的串行总线。I2C 总线的应用非常广泛，在很多器件上都配备有 I2C总线接口，使用这些器件时一般都需要通 过I2C总线进行控制。这里简要介绍I2C总线的
8、当主机发送寻址字节时，总线上所有器件都将该寻址字节中的高7位地址 与自己器件的地址比较，若两者相同，则该器件认为被主机寻址，并根据 读/写位确定是从发送器还是从接收器
9、具有I2C总线接口的单片机可以工作在上述4种工作状态中的任一状态，而 一些带有I2C总线接口的存储器（RAM或E2PROM）模块只能充当被控发送器 或被控接收器
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5
图源自文库-2 I2C总线的器件连接
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6
I2C总线信号的时序
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7
I2C协议
一个标准的通信由四部分组成：
– START信号 – 从地址传输 – 数据传输 – STOP信号
.
8
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9
（1）START信号
一个START信号定义为SDA的一个下降沿，同时SCL 保持为高。由主机产生。
（2）从地址传输
7位呼叫地址，紧接着一个读/写位，读写位告诉从器件数据传 输的期望方向。
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11
• 数据字节没有限制，但每个字节后都必须跟随一个应答位 应答信号在第9个时钟位上出现，主控发送器必须在被控 接收器发送应答信号前，预先释放对SDA线的控制。接收 器在SDA线上输出低电平为应答信号（A），输出高电平为 非应答信号（A）。
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12
• 主控器接收到应答信号后可进行下一字节的发送。但如果被 控器由于某种原因需要进行其他处理而无法继续接收SDA线 上数据时，便可向SDA线输出一个非应答信号（A），使SDA 线保持高电平，主控器据此便可产生一个停止信号来终止 SDA线上的数据传输。