单片机ppt第9章PPT学习教案.pptx

【单片机I2C串行总线详解】 I2C串行总线是一种由PHLIPS公司开发的高效通信协议，特别适用于多主机系统，它具有总线裁决和同步不同速率设备的能力。该总线仅使用两根双向信号线——数据线SDA和时钟线SCL。在空闲状态下，这两条线均保持高电平，任何连接到总线上的器件输出的低电平都会使得总线信号下降，即SDA和SCL之间存在线“与”关系。 每个I2C总线上的器件都有独一无二的地址，这使得主机能够区分并与其通信。数据传输可以由主机（通常是作为发送器的80C51单片机）向其他从机器件发送，或者从从机接收数据。在多主机系统中，可能会出现多个主机同时尝试启动数据传输的情况，此时需要通过总线仲裁机制来确定哪个主机可以控制总线。 I2C总线数据传输有严格的规定。在时钟信号高电平时，数据线上的数据必须保持稳定，数据变化只能发生在时钟线低电平期间。起始信号是由SCL高电平时SDA由高到低的转变产生，终止信号则是SCL高电平时SDA由低到高的转变。起始信号之后，总线被占用，终止信号之后，总线进入空闲状态。对于没有内置I2C硬件接口的单片机，检测起始和终止信号可能需要频繁采样SDA线。 数据传输格式严谨，每个字节包含8位数据，且每个字节传送后紧跟一个应答位。如果从机未应答，主机需发送终止信号结束传输。反之，如果从机响应但不能接收更多数据，它可以通过非应答告知主机，主机随后发送终止信号。主机接收数据时，最后一个字节后发出非应答信号结束传输。 I2C总线的数据帧包括地址信号和实际数据，一次传输可以有多种组合形式，如主机向从机发送数据、主机从从机读取数据以及在传输中途改变数据方向。寻址字节是7位，用于确定目标从机，并有一个额外的位指示数据传输方向（R/W位），'0'表示主机发送，'1'表示主机接收。 I2C串行总线是一种高效、简洁的通信方式，尤其适用于资源有限的嵌入式系统，如单片机应用。它的寻址机制和数据传输规范确保了系统间的可靠通信，而其两线制设计则显著降低了硬件复杂性和成本。在实际应用中，理解并掌握I2C总线的工作原理和通信规则对于单片机编程和系统设计至关重要。