单片机第十二十三讲.ppt

单片机第十二十三讲
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第1页，共51页，编辑于2022年，星期五
串行总线扩展技术
串行扩展:模块化、标准化、省去大量连线、提高可靠性、降低成本
UART、I2C、1－wire、SPI和Microwire
，编辑于2022年，星期五
（一） I2C总线的信号线
I2C为开漏或开集电极输出，需加上拉电阻Rp ，输出能实现线“与”的逻辑功能。
时钟线SCL和数据线SDA都是双向传输线，总线备用时SDA和SCL都保持高电平，只有关闭I2C总线时才使SCL钳位在低电平。
（二） I2C总线的驱动能力
在标准模式下数据传送速率100kbit/s。总线的驱动能力受总线电容限制，不加驱动扩展时驱动能力为400pF。
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第15页，共51页，编辑于2022年，星期五
（三） I2C总线的工作方式
I2C总线上支持多主和主从两种工作方式。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。而在多数情况下，系统中只有一个主器件，只需要了解主从工作方式。
很多CPU芯片都具有I2C总线主接口，能够按照状态码自动进行总线管理，用户只要在程序中装入这些标准处理模块对总线操作即可。
（四）I2C总线上的器件地址
在主从方式中，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。
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当器件内部有连续的子地址空间进行N个字节的连续读、写，子地址会自动加1。
种类
型号
器件地址及
寻址字节
备注
256×8静态RAM
PCF8570C
1010A2A1A0R/W
三位数字引脚地址A2A1A0
256B E2PROM
512B E2PROM
1024B E2PROM
2048B E2PROM
AT24C02
AT24C04
AT24C08
AT24C16
1010 A2A1A0R/W
1010 A2A1P0R/W
1010 A2P1P0R/W
1010 P2P1P0R/W
三位数字引脚地址A2A1A0
二位数字引脚地址A2A1
一位数字引脚地址A2
无引脚地址，A2A1 A0悬空
8位I/O口
PCF8574
PCF8574A
0100 A2A1A0R/W
0111 A2A1A0R/W
三位数字引脚地址A2A1A0
三位数字引脚地址A2A1A0
4位LED驱动控制器
SAA1064
0111 0 A1A0R/W
二位模拟引脚地址A1A0
160段LCD驱动控制器
PCF8576
0111 00 A0R/W
一位数字引脚地址A0
4路A/D、1路D/A转换器
PCF8591
1001 A2A1A0R/W
三位数字引脚地址A2A1A0
日历时钟
PCF8583
1010 00 A0R/W
一位数字引脚地址A0
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第17页，共51页，编辑于2022年，星期五
I2C接口器件的寻址字节由3部分组成，芯片类型地址（4位），数字引脚地址（3位），读/写地址（1位）。
以8574为例：SLAW=0X40；SLAR=0X41。
（五） I2C总线的数据传送与时序
主从机之间的一次数据传送由启动信号、若干数据字节和应答位、停止信号组成。
1）一位数据的传输
SCL的一个周期对应一位数据传送，低电平时允许数据线上的电平变化，高电平期间数据线上的电平稳定。（启动停止除外）
芯片类型地址
数字引脚地址
读/写
0
1
0
0
0
0
0
0(写)，1(读)
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2）总线数据传送的启动与停止
启动信号与停止信号都由主控制器产生。
启动信号：在时钟线保持高电平期间，数据线出现由高电平向低电平变化时启动I2C总线
停止信号：在时钟线保持高电平期间，数据线上出现由低到高的电平变化时将停止I2C总线
3）数据字节和应答
每次传送的字节数没有限制，每个字节传送高位在先，后必跟一个应答位或非应答位 ，数据传送和应答位的时钟脉冲均由主机产生。发送应答位时，发送端在应答时钟脉冲高电平期间释放SDA（高），转由接收器控制，发出应答位或非应答位。
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4）一次完整的数据传输
5）数据传送格式
写操作：
其中，■ ：主发送，从接收；
□ ：主接收，从发送；
S
SLAW
A
Data1
A
Data2
A
…
Datan-1
A
Datan
P
A/
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