原创 学习笔记：I2c总线原理及应用（1）

  I2c总线支持任何IC生产过程（NMOS\CMOS\双极性）。两线----串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件功能决定）。除了发送器和接收器外，器件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。在51单片机应用系统中一般一单片机为主机，其它接口器件为从机。对于不带I2c接口的单片机可用IO口模拟I2c时序。

   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。 I2C总线通过上拉电阻接正电源(一般取10k)。当总线空闲时，两根线均为高电平。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。

（1）数据的有效性

    SDA线上的数据必须通过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。

（2）起始和停止条件

    起始条件：在SCL为高电平时，SDA从高电平向低电平切换

    停止条件：在SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平切换

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碌状态。在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。

单片机IO口模拟I2C起始与停止条件范例：

/****************************************************************

函数名称：Start_I2c

函数功能：向I2c总线发出起始信号

入口参数：无

出口参数：

备 注：

*****************************************************************/

void Start_I2c()

{

sda=1;   

_nop_();

scl=1;

_nop_();    

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();    

sda=0;    

_nop_();    

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();       

scl=0;   

_nop_();

_nop_();

}

/****************************************************************

函数名称：Stop_I2c

函数功能：向I2c总线发出终止信号

入口参数：无

出口参数：

备 注：

*****************************************************************/

void Stop_I2c()

{

sda=0;    

_nop_();  

scl=1;   

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

sda=1;   

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

注：模拟I2C总线方式需严格按照规定的时序编写，本例按照I2C标准模式下的操作时序，即传输速率100K。SCL低电平周期需保持4.7us，SDA高电平周期需保持4us，起始条件保持时间4us，停止条件建立时间4us。