《Freescale coldfire 32bits mcu I2C》.pdf

ColdFire 32位MCU与I2C总线接口 东北大学 李晶皎教授 王飞 • 1. I2C概述 • 2. I2C总线工作原理 • 3. MCF52234的I2C模块功能和设置方法 • 4. I2C编程实例 – MCU与MPR084触摸板控制器的I2C通信 1 1. I2C概述 • I2C (Inter-Integrated Circuit) 总线是飞利浦(Philips)半导 体公司在20世纪80年代初开发的芯片间串行传输总线。它 结构简单、性能可靠，支持任何一种IC (Integrated Circuit) 制造工艺，为人们提供了一种简单、高效的数据传输方式。 • I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它通 过SDA( 串行数据线)及SCL( 串行时钟线)两根线在连接到 总线上器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。 • I2C协议从其产生至今共发展出三个版本：Version 1.0- 1992、Version 2.0-1998 、Version 2.1-2000 。 • 特点  I2C是两线总线，一条是串行数据线SDA，一条是串行时钟 线SCL 。  I2C是多主总线。I2C总线上可以连接多个控制器，如果有多 个控制器试图同时控制总线，I2C可以通过冲突检测和仲裁 来防止因此产生的数据破坏。 连接到总线上的器件都有唯一的地址，并且主机使用软件方 式对器件寻址。 数据传输速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达 400kbit/s ，高速模式下可达3.4Mbit/s 。 连接到同一总线上的IC数量只受限于总线的电容不能超过 400pF 。 2 上拉电阻 器件1 器件2 标准模式器件连接到I2C总线示意图 – 器件的输出级必须是漏极开路或集电极开路。 – SDA和SCL通过上拉电阻连接到电源，当总线处于空闲状态时， 两线为高电平。 – 总线上所有电路的输出极执行线与的逻辑功能。 • 相关定义 发送器：发送数据到总线的器件。 接收器：从总线接收数据的器件。 主机：初始化发送，产生时钟信号和终止发送的器件。 从机：被主机寻址的器件。 多主机：同时有多于一个主机尝试控制总线，但不破 坏数据。 仲裁：有多个主机同时尝试控制总线，但只允许其中 一个控制总线并使数据不被破坏的过程。  同步：两个或更多器件同步时钟信号的过程。 3 2. I2C总线工作原理 I2C总线典型系统 • I2C总线上的每个器件均被设置为一个唯一地址，数据 传输时，器件被设定为主机和从机。由主机启动总线上 的数据传输，并产生数据传输所需的时钟信号。传输的 信息由开始条件、寻址字节、数据字节、响应信号及停 止条件组成。 开始条件  当总线空闲时(SCL和SDA都为高电平)，主机可以发送一个开始条 件来启动通信。开始条件定义为：当SCL为高电平时，SDA 由高 电平到低电平的跳变。开始条件的产生意味着器件间通信的开始。 I2C_SDA I2C_SCL 开始条件 停止条件 开始/重新开始条件和停止条件