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IIC是什么,怎么工作的?

发布时间:2024-09-04 15:00:00 作者:苏州稳联 浏览:

I2C 接口 (也称为 InterIC、IIC、I2C)是飞利浦开发的串行总线,用于在微控制器(或处理器)和外围组件(如各种传感器、驱动程序、RAM、ADC 等)之间低速(标准模式下高达 100 kbit/s,“快速”模式下高达 400 kbit/s)传输 8 位数据。


使用此标准进行数据传输可以最大限度地减少集成电路之间的连接数量,从而减少必要的引脚和走线的数量。集成的 I2C 协议还消除了对地址解密器和其他外部协商逻辑的需求。

仅使用两条线路传输信息:

    SDA – 数据线

    SCL 是同步行


这两根线通过上拉电阻连接到电源(VCC),所有连接到总线的设备通过开漏(Open-Drain)或集电极开路(Open-Collector)驱动器拉低信号线,实现逻辑“0”状态;而不主动拉低时,信号线通过上拉电阻恢复到逻辑“1”状态


IIC

工作原理


IIC总线选用主-从架构,即一台设备做为主机(Master),而另一台做为从机(Slave)。主机控制总线里的时钟信号,并发起传送数据,而从机则按照主机命令开展回应。

 

1. 设备地址


每个从设备在IIC总线上也有一个唯一的7位或10位地址。当主机发出一个特殊地址时,仅有与本地址匹配的从机遇回应,从而实现多设备之间的通信。

 

2. 传送数据过程


IIC的通信过程有如下几个步骤:

运行标准(Start Condition):当SDA线在SCL线维持高电平时,从高电平降低,表明通信的逐渐。

地址传送:主机在启动条件时,推送从机地址及其读/写位(RW位),从机依据地址确定是否回应。

应答信号(ACK/NACK):当从机成功接受到地址或数据后,会可以将SDA线降低来发送一个应答信号(ACK)。假如从机没有接受到或无法处理数据,它将不推送应答信号(NACK)。

传送数据:数据以字节为基准根据SDA线传送,每次传送后,从机必须推送ACK信号来确定数据已成功接受。

停止条件(Stop Condition):当传送结束时,SDA线在SCL线维持高电平时,从低电频恢复到高电平,表明通讯完毕。

 

3. 读写操作


写操作:主机在推送从机地址后,将读/写位设为“0”来进行写操作。接着,主机再次传送数据字节,目标从机遇接受这些信息。

读操作:主机在推送从机地址后,将读/写位设为“1”来进行读操作。从机先是在SDA网上传送数据,主机载入这些信息。

 

IIC优缺点


优势

简易性:仅需二根电源线即可实现多设备通讯,减少了硬件开发的复杂性。

低成本:IIC的完成不用繁杂的通信接口,适用于低成本嵌入式应用。

多主机支持:尽管常见的是单主机配置,但IIC总线也支持多主机架构,这使得其更加高效。


缺陷

速度限定:IIC的标准模式速度为100 kbps,迅速模式为400 kbps,快速模式为3.4 Mbps,但这仍然小于许多其他总线规范。

通讯距离短:IIC设计用于芯片间通信,适宜于同一电路板上的器件通讯,距离较远时很容易受到信号衰减危害。


IIC的典型应用


感应器联接:IIC广泛用于将感应器(如温度感应器、加速度计、陀螺仪)与微处理器联接。

存储设备:EEPROM、RTC等存储设备通常通过IIC插口与主控设备通讯。

液晶显示屏(LCD):很多字符LCD和图型LCD控制板支持IIC插口,用以表明数据的传输。


汇总


IIC作为一种简单而高效的串口通信总线,广泛应用于各种嵌入式系统中。根据只需二根电源线设计,IIC完成了主机与多个从机之间的通信,适宜短路线、低速度的数据传输任务。在决定成本、硬件复杂性和通讯要求的项目中,IIC通常是理想的选择。

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