嵌入式硬件通信接口协议-IIC(一)协议基础

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SCL高电平时,SDA拉低开始,SDA拉高结束;

SCL高电平时,接收方采样SDA管脚电平;SCL低电平时,发送方改变SDA管脚电平;

应答位,SDA低电平表示ACK,SDA高电平表示NACK。

以上就是IIC在通信过程中,可能出现的信号时序状态特征。

如果要和SPI接口对比,我们发现,在IIC总线上挂了多个从设备,某个时刻某个主机要与某个从设备通信时,却不像SPI那样有单独一个片选信号管脚SS。

那么IIC要实现主机与指定从机的通信,需要每次开始通信时,主机会先把指定从机设备的地址通过接口发出,这样一来,对应的从机设备即可被选中,才能进行后续的通信操作。

类似的,每个具有IIC接口的外围器件,其数据手册中都有关于地址的配置:

SHT20温湿度芯片地址配置:

BS116-3触摸芯片地址配置:

AT24C1024B存储芯片:

我们发现,IIC设备的地址普遍是7bit,而发送一次数据都是一个字节8bit地发送,所以要发送地址时,都会带上读写位,组成一个字节后发出。

读写位的意义,主要在于明确IIC从机设备,在被主机“点名”后,接下来是被主机读取还是被主机写入,靠的就是这个读写位来判断。

另外,类似于AT24C1024B存储芯片,在7bit的地址位里,又有3个bit的A2、A1、A0可以在硬件电路上选择不同的连接方式,从而又有8种不同的从机地址,也就是说同个IIC总线上可以挂同种型号的AT24C1024B存储芯片8片。

接口配置项

相比于SPI接口丰富的配置项,然而IIC仅有2根数据线,可配置的也就是时钟SCL的翻转速率,因为这个时钟的速率直接影响到数据的传输速率。

这里所配置的推荐值,应该确认IIC总线上各个从机设备的速率极限,这样在设计IIC接口时,能够兼容总线上的所有设备通信速率。

SHT20温湿度传感器:

BS116-3触摸芯片时钟极限:

AT24C1024B存储芯片的时钟要求:

综上所述,IIC总线接口,属于两线、多主多从、半双工通信接口协议。熟悉两根信号线的时序图,基本上对IIC的了解就差不多了。

关于IIC接口的分层架构设计,敬请期待后续更新。

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