I2C（Inter Integrated Circuit）双向二线制串行总线，是由飞利浦公司拟定的。I2C总线是一个多主机的总线，运用串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）在总线上传递信息。每个器材都有一个仅有的辨认地址，并且都能够作为一个发送器或接纳器。当衔接在I2C总线上的多个主机器材一同传输数据时，经过裁定来防止抵触。SDA和SCL都是双向线路，经过一个电流源或上拉电阻衔接到电源。器材输出级有必要是漏极开路或集电极开路，当总线空闲时，两条线路处于高电平，履行线与的功用。
Actel公司免费供给I2C IP核——Core I2C。Core I2C是根据APB总线方式的，它的长处是能够衔接到Core 8051或者是Cortex M1处理器上，便利用户进行SoC规划，本文将首要介绍Core I2C的原理与运用。
1. Core I2C介绍
（1）I2C协议简介
I2C总线协议界说如下：只需在总线处于“非忙”状况时，才干开端数据传输。在数据传输期间，只需时钟线为高电平，数据线都有必要保持稳定，不然数据线上的任何改变都被当作“发动”或“中止”信号。图1所示为总线状况的界说。
I2C总线的作业方式为：当SCL为高电平时，假如检测到SDA的下降沿，则发动数据的传输;在数据传输时，只需SCL为高电平时，SDA数据有必要保持稳定，SDA数据能够在SCL的低电平时发生改变;当SCL为高电平时，假如检测到SDA的上升沿，则中止数据的传输。
（2）Core I2C内部结构
Core I2C的内部结构框图如图2所示。它首要由串行时钟发生器、地址寄存器、操控寄存器、状况寄存器和APB总线接口等组成的。
● 串行时钟发生器模块：供给SCL时钟脉冲。
● 地址寄存器模块：包括了内核编程的地址信息。
● 操控寄存器模块：操控串行传输的发动、重启、中止、位速率、地址辨认和应对等功用。
● 状况寄存器模块：包括了Core I2C内部寄存器作业的状况信息。
● APB总线接口：供给了I2C和APB总线通讯的接口。
（3）Core I2C内部寄存器
Core I2C的寄存器的地址映射如表 1所示。
● 操控寄存器——I2C_CTRL
Bit7：串行时钟位2，和第0位、第1位一同决议分频系数。
Bit6：I2C使能位，1表明I2C被使能，不然被制止。
Bit5：开始标志位，1表明开始标志位有用，总线在空闲时将会发生一个开始状况位。
Bit4：中止标志位，1表明中止标志位有用，总线将会发生一个中止状况位。
Bit3：串行中止标志位，在状况寄存器的值被更新今后，这位有必要被清零。
Bit2：主/从机设置位，1表明作业在从机形式，0表明作业在主机形式。
Bit1：串行时钟位1，和第7位、第0位一同决议分频系数。
Bit0：串行时钟位0，和第7位、第一位一同决议分频系数。
Core I2C时钟频率的界说如表 2所示。
● 状况寄存器——I2C_STA
状况寄存器取出一切内部状况位并将它们压缩成一个5位的代码，该代码与每个I2C总线状况位一一对应，5位代码可用于发生向量地址，以便快速处理不同的服务程序，每个服务程序处理一个特定的总线状况。假如I2C模块的一切形式都被运用，则有26种或许的总线状况。
● 数据寄存器——I2C_DAT
数据寄存器包括要发送或刚接纳的数据，当它没有处理字节的移位时，APB操控器能够对其进行读写。
● 地址寄存器——I2C_ADDR
Bit7～Bit1：本身从机地址。
Bit0：通用调用位，该位设置为1，通用调用地址有用，不然无效。
（4）Core I2C的根本操作
Core I2C能够装备成主机或从机，总线时钟速率可调整，最高可支撑400kb/s的总线传输速率。运用I2C总线时，在总线上要衔接两个上拉电阻，阻值为1~10k欧姆。
● 主机发送形式
主机发送形式的数据发送格局如图 3所示。先发送开始条件，然后发送从机地址和写方向位，这时从时机发生一个应对，主机在接纳到应对位后，顺次发送n个数据，每个数据发送后，从机都会发生一个应对位，发送完n个数据后，主机发送中止位。
● 主机接纳形式
主机接纳形式的数据接纳格局如图4所示。主机先发送开始条件，然后发送从机地址和读方向位，这时从时机发生一个应对，主机在接纳到应对位后，顺次读出n个数据，主机在接纳到每个数据后，都会发生一个应对位，接纳完数据后，主机发送中止位。
（5）运用场合
I2C协议首要运用于对串行设备的操控，如各种串行的存储器等。图5所示为运用I2C接口操控EEPROM。
2.小结
本文首要介绍了Actel FPGA的Core I2C IP核，除了Core I2C，Actel公司还供给了UART、SPI、PWM、Timer等IP核，请重视周建功公司的网站取得更多的信息。咱们有着一个挨近30人的FPGA团队供给强有力的售后服务，处理用户在产品运用和研制过程中遇到的困难。若有更多的需求能够与咱们联络，咱们将会诚挚为您服务，并能重视下期的FPGA专题技能讲座。
