根据提供的文档信息，本文将详细解析AT91SAM9261微控制器中关于两线接口（TWI）的相关知识点。
### 两线接口（TWI）
#### 30.1 描述
两线接口（TWI）是一种用于连接基于两线总线的设备的技术，该技术基于字节传输格式，采用一根时钟线（TWCK）和一根数据线（TWD）。这两根线构成了TWI的基本架构，使得设备能够以高达400K位每秒的速度进行通信。TWI的设计使其能够与Atmel的各种两线总线串行EEPROM兼容，并且支持顺序或单字节访问模式。此外，TWI还包含一个可配置的波特率发生器，可以根据不同的内核时钟频率调整输出数据速率，从而提高了其灵活性和适应性。
#### 30.2 方框图
文档中的方框图展示了TWI接口的基本组成部分及其与系统其他部分的连接方式。这些图形有助于理解TWI模块如何与其他硬件组件交互，以及它是如何实现数据传输的功能。
#### 30.3 应用方框图
应用方框图进一步解释了TWI接口在实际应用中的结构布局，包括其与处理器、存储器等其他系统组件之间的连接关系。这对于设计者来说是非常有价值的参考资料，因为它可以帮助他们更好地理解如何将TWI集成到他们的项目中。
#### 30.3.1 I/O口线描述
文档中的表格详细列出了TWI接口所使用的引脚：
- **TWD**：两线串行数据引脚，支持输入/输出操作。
- **TWCK**：两线串行时钟引脚，同样支持输入/输出操作。
这两个引脚通常通过电流源或上拉电阻连接至正电压。当没有数据传输时，两条线都保持高电平。为了实现“线与”功能，连接到总线的设备需要具有开漏或开集电极的输出级。TWD和TWCK还可以与PIO（可编程输入输出）口线复用，但需要注意的是，在启用TWI之前，必须正确配置PIO控制器。
#### 30.4 相关产品
##### 30.4.1 I/O口线
如前所述，TWD和TWCK都是双向引脚，可以通过上拉电阻连接至正电压。当总线处于空闲状态时，这两条线均保持高电平。为了使能TWI，需要执行以下步骤：
1. **配置PIO控制器**：将TWD和TWCK设置为外设引脚，并定义它们为开漏模式。
2. **使能外设时钟**：TWI接口需要通过电源管理控制器(PMC)进行时钟使能。因此，必须先配置PMC以使能TWI时钟。
##### 30.4.2 电源管理
TWI接口的电源管理是由PMC负责的。为了使能TWI时钟，需要通过配置PMC来进行。这一过程确保TWI能够在适当的时候获得所需的时钟信号。
##### 30.4.3 中断
TWI接口有一个与高级中断控制器(AIC)相连的中断引脚。为了能够处理TWI产生的中断，需要在配置TWI之前先对AIC进行编程。
#### 30.5 功能描述
##### 30.5.1 传输格式
数据通过TWD引脚传输时，必须以8位为单位进行，且数据传输从最高有效位(MSB)开始。每个字节之后必须跟随一个应答信号。传输可以由一个START状态开始，并以一个STOP状态结束。具体而言：
- **START状态**：当TWCK为高电平时，TWD引脚上的低到高电平转换。
- **STOP状态**：当TWCK为高电平时，TWD引脚上的高到低电平转换。
##### 30.5.2 操作模式
TWI支持两种操作模式：
- **主控发送模式**：在此模式下，TWI作为主设备发送数据给从设备。
- **主控接收模式**：在此模式下，TWI作为主设备从从设备接收数据。
在主控模式下，可以通过编程TWI控制寄存器(TWI_CR)来配置接口。时钟波形发生器寄存器定义了TWCK信号，从而使TWI能够适应不同范围的时钟频率。
##### 30.5.3 数据发送
在主控模式下，数据发送过程如下：
- 主设备发送一个START状态。
- 接着，主设备发送一个7位的从设备地址（通过主控模式寄存器TWI_MMR中的DADR配置），后面跟着一个方向位（0表示写操作，1表示读操作）。
- 主设备随后等待从设备的应答信号。
- 如果从设备成功应答，主设备将继续发送数据。
- 如果没有接收到应答，主设备会在状态寄存器中设置NAK位，并可能触发中断。
- 数据写入发送保持寄存器(TWI_THR)，并在控制寄存器中设置START位来启动发送。
- 当接收到应答时，数据被移动到内部移位寄存器中，TXRDY位将被置位直到新数据写入TWI_THR。
### 结论
两线接口（TWI）是AT91SAM9261微控制器中的一个重要特性，它支持快速、可靠的数据传输，并具有很高的灵活性。通过本文的详细解析，我们可以更深入地理解TWI的工作原理和技术细节，这对于那些希望利用TWI接口进行项目开发的人来说是非常有用的。
