内部集成电路总线(I2C)是一种同步串行数据通讯总线,其间由主器材建议通讯,从器材经过寻址机制加以操控。I2C总线上的节点很简单衔接,由于只需衔接两条开漏方式的信号线(SDA用于数据,SCL用于时钟)。这些线上的电容是约束传输速率和节点间间隔的主要因素[1]。要想扩展速率和间隔,有必要运用能够辨认数据方向的缓冲器。本文所述的规划事例充沛展现了PCA9605缓冲器的优势。
PCA9605是一种单片CMOS集成电路,可在包含I2C总线的使用中完成总线缓冲功用。该缓冲器能够经过缓冲驱动SCL和SDA线来扩展总线负载,缓冲器两边可到达最大答应的总线电容。在其最基本的完成中,该缓冲器答应扩展数量的从器材衔接到一个主器材。在本例规划中,主器材是PIC的微操控器[2],从器材是两个数据转换器,其间一个是模数转换器,另一个是数模转换器。PCA9605的方向引脚(DIR)固定接地,由于时钟由主器材供给(单向时钟形式)。图1给出了总的原理图。
U2 ADC捕获来自信号发生器的模拟信号并转换成数字信号,然后发送给缓冲器U3,由U3驱动后上电缆传输,并经U4中继后继续传输。SDA数据线需求双向驱动,从U3到U4以及U4到U3。终究由U5 ADC发生数字化后的信号。假如需求经过更长间隔的电缆传输,能够在电路中心刺进另一个缓冲器进行扩展。这种办法能够掩盖长达数百米的有线传输间隔[3]。
图1:用扩展I2C总线衔接两个节点的电路原理图。
图2显现了经过电缆总线以125kHz速率传输DAC地址(0xC0)。通道1衔接的是总线侧SDA线(U4的引脚6),该信号经过缓冲器驱动后可消除毛刺和来自时钟线的容性搅扰以及由于运用上拉电阻的开路集成极和走线%&&&&&%引起的RC效应。通道2显现的是经过缓冲器驱动后的SDA数据信号(U4的引脚7),通道4(U4的引脚2)是经过驱动后的时钟SCL。电缆上的时钟信号(U4的引脚3)示于通道3,通道4是经过缓冲器驱动后的信号(U4的引脚2)。
假如体系测验时给ADC U2发送一个电压起伏为满输入刻度的单极性模拟信号,在DAC U5的输出负载上就能够得到图3所示的波形。本规划充沛利用了ADC和DAC电路的特性,答应它们处理轨到轨信号。这种低频信号能够经过在DAC输出端添加一个低通滤波器加以改进,由于低通滤波器能够下降采样和重构噪声。
图2:缓冲器前后的从节点信号。
图3:经过I2C发送的满刻度输入正弦信号。