《基于32位ColdFire构建嵌入式系统》教学资源（PPT课件）第9章 I2C模块及应用实例

第9章 I2C模块及应用实例

本章目录 9.1I2C模块 9.2I2C总线工作原理 9.3I2C模块的编程基础 9.4MCF52233的I2C模块的进一步讨论

2 本章目录 9.1 I2C模块 9.2 I2C总线工作原理 9.3 I2C模块的编程基础 9.4 MCF52233的I2C模块的进一步讨论

9.1I2C模块 I2C总线特点 (1)在硬件上， 二线制的I2C串行总线使得各IC只需最简。 单的连接，而且总线接口都集成在IC中，不需另加总 线接口电路。 (2)I2C总线还支持多主控(multi--mastering),如果 两个或更多主机同时初始化数据传输，可以通过冲突 检测和仲裁防止数据被破坏。 (3)串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达 100kbps,快速模式下可达400kbps,高速模式下可达 3.4Mbps

3 9.1 I2C模块 I2C总线特点 （1）在硬件上，二线制的I2C串行总线使得各IC只需最简 单的连接，而且总线接口都集成在IC中，不需另加总 线接口电路。 （2）I2C总线还支持多主控（multi-mastering），如果 两个或更多主机同时初始化数据传输，可以通过冲突 检测和仲裁防止数据被破坏。 （3）串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达 100kbps，快速模式下可达400kbps，高速模式下可达 3.4Mbps

9.1I2C模块 (4)连接到相同总线的IC数量只受到总线最大电容( 400pf)的限制。但如果在总线中加上82B715总线远程 驱动器可以把总线电容限制扩展十倍，传输距离可增 加到15m

4 9.1 I2C模块 （4）连接到相同总线的IC数量只受到总线最大电容（ 400pf）的限制。但如果在总线中加上82B715总线远程 驱动器可以把总线电容限制扩展十倍，传输距离可增 加到15m

9.1I2C模块 相关术语 (1)主机（主控器）：在I2C总线中，提供时钟信号，d 对总线时序进行控制的器件。 (2)从机（被控器）：在2C系统中，除主机外的其它 设备均为从机。 (3)地址：每个I2C器件都有自己的地址，以供自身在 从机模式下使用。 (4)发送器：发送数据到总线的器件。 (5)接收器：从总线接收数据的器件

5 9.1 I2C模块 相关术语 （1）主机（主控器）：在I2C总线中，提供时钟信号， 对总线时序进行控制的器件。 （2）从机（被控器）：在I2C系统中，除主机外的其它 设备均为从机。 （3）地址：每个I2C器件都有自己的地址，以供自身在 从机模式下使用。 （4）发送器：发送数据到总线的器件。 （5）接收器：从总线接收数据的器件

9.22C总线工作原理 最常用、最典型的I2C总线连接方式： +5V SCL MCU 主机 SDA SCL SDA SCL SDA SCL SDA 从机1 从机2 从机3

6 9.2 I2C总线工作原理 最常用、最典型的I2C总线连接方式: 3

9.2I2C总线工作原理 9.2.1总线上数据的有效性 2C总线以串行方式传输数据，从数据字节的 最高位开始传送，每个数据位在SCL上都有一个⊙ 时钟脉冲相对应。在一个时钟周期内，当时钟线 高电平时，数据线上必须保持稳定的逻辑电平状 态，高电平为数据1，低电平为数据0。当时钟信 号为低电平时，才允许数据线上的电平状态变化 7

7 9.2 I2C总线工作原理 9.2.1 总线上数据的有效性 I2C总线以串行方式传输数据，从数据字节的 最高位开始传送，每个数据位在SCL上都有一个 时钟脉冲相对应。在一个时钟周期内，当时钟线 高电平时，数据线上必须保持稳定的逻辑电平状 态，高电平为数据1，低电平为数据0。当时钟信 号为低电平时，才允许数据线上的电平状态变化

9.22C总线工作原理 9.2.2总线上的信号 ®开始信号(START):当SCL为高电平时，SDA由高电 平向低电平跳变，产生开始信号。 停止信号(STOP):当SCL为高电平时，SDA由低电平 向高电平的跳变，产生停止信号。 重新开始信号(Repeated START):在I2C总线上，由 主机发送一个开始信号启动一次通信后，在首次发送停 止信号之前，主机通过发送重新开始信号，可以转换与 当前从机的通信模式，或是切换到与另一个从机通信。 应答信号(A)：接收数据的C在接收到8位数据后，向 发送数据的IC发出的特定的低电平脉冲

8 9.2 I2C总线工作原理 9.2.2 总线上的信号 开始信号（START）：当SCL为高电平时，SDA由高电 平向低电平跳变，产生开始信号。 停止信号（STOP）:当SCL为高电平时，SDA由低电平 向高电平的跳变，产生停止信号。 重新开始信号（Repeated START）：在I2C总线上，由 主机发送一个开始信号启动一次通信后，在首次发送停 止信号之前，主机通过发送重新开始信号，可以转换与 当前从机的通信模式，或是切换到与另一个从机通信。 应答信号（A）：接收数据的IC在接收到8位数据后，向 发送数据的IC发出的特定的低电平脉冲

9.2I2C总线工作原理 9.2.3总线上数据传输格式 开始信号 从机地址传输 1个标准的2C通信 数据传输 结束信号 由主机发送一个开始信号，启动一次2C通信；在主机对从机寻址 后，再在总线上传输数据。2C总线上传送的每一个字节均为8位，首 先发送的数据位为最高位，每传送一个字节后都必须跟随一个应答位 每次通信的数据字节数是没有限制的：在全部数据传送结束后，由 主机发送停止信号，结束通信。 9

9 9.2 I2C总线工作原理 9.2.3 总线上数据传输格式 1个标准的I2C通信 开始信号 从机地址传输 数据传输 结束信号 由主机发送一个开始信号，启动一次I2C通信；在主机对从机寻址 后，再在总线上传输数据。I2C总线上传送的每一个字节均为8位，首 先发送的数据位为最高位，每传送一个字节后都必须跟随一个应答位 ，每次通信的数据字节数是没有限制的；在全部数据传送结束后，由 主机发送停止信号，结束通信

9.2I2C总线工作原理 9.2.4I2C总线寻址约定 起始信号后的第一个字节为寻址字节，用来寻址被控 器件，并规定数据传送方向。 在2C总线系统中，寻址字节由被控器的七位地址位 D7~D1位)和一位方向位(D0位)组成。方向位为0时， 表示主控器将数据写入被控器，为1时表示主控器从被控 器读取数据

10 9.2 I2C总线工作原理 9.2.4 I2C总线寻址约定 起始信号后的第一个字节为寻址字节，用来寻址被控 器件，并规定数据传送方向。 在I2C总线系统中，寻址字节由被控器的七位地址位（ D7~D1位）和一位方向位（D0位）组成。方向位为0时， 表示主控器将数据写入被控器，为1时表示主控器从被控 器读取数据