IIC 总线的实现分析

只看该作者 · 2023-11-12 23:09

IIC 总线（inter integrated circuit bus）是 Philips 公司发明的一种高性能芯片间串行同步传输总线，与 SPI、Microwire 接口不同，它仅需两根信号线——串行数据线 SDA 和串行时钟线 SCL，就实现了双工同步数据传送，能够极方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。外围器件有 RAM、EEPROM、ADC、DAC、日历时钟、LED 驱动器、温度传感器等等，这些器件地址是采用硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址的弊端，从而使硬件系统更简单、工作更可靠。 MCS51 系列单片机系统扩展的通常都是并行接口器件，这些器件有很多的引脚，因此开发出的系统用户板面积较大、引线较多。如果在系统要求传输速率不太高的情况下，采用软件模拟方法，来扩展 MCS51 系列单片机系统的 IIC 总线接口器件，就可以减少用户电路板的面积和引线数目，从而大大提高了系统的工作可靠性。

IIC 总线应用系统的组网方式非常灵活，如 1 个主 MCU 和几个从 MCU 或一个主 MCU 和几个 I/O 设备等构成的多种系统。大多数系统中，只用一个主 MCU 来控制挂在 IIC 总线上的所有被控器。

在 IIC 总线上，主控器与被控器相互之间进行传输的信息有启动信号、停止信号、地址码、读/写控制信号、数据字节、应答信号等等。其中，启动信号、停止信号、地址码、读/写控制信号是由主控器发送给被控器的，应答信号是由被控器发送给主控器的。

IIC 总线只有两根线 SDA和 SCL，这两根线既要完成地址选择，又要完成数据传送。因此，它的寻址方式和其他并行总线的寻址方式是不一样的。前面提到的 IIC 总线的数据传送格式，在启动信号的后面，传送的就是地址码，这个地址码就决定了地址的选择。具体地说，如果被控器是内含 CPU 的智能器件，则地址码由其初始化程序定义；如果被控器是非智能器件，则由生产厂家在器件内部固化一个专用的从器件地址码，该地址码根据器件的类型不同，由“IIC 总线委员会”实行统一分配。一般带 IIC 总线接口的器件，均拥有一个专用的 7 位从器件地址码，这 7 位地址码又分为两部分：（1）器件类型地址，占据高 4 位，不可更改，属于固定地址；（2）引脚设定地址，占据低 3 位，通过引脚接线状态来传输。