关于嵌入式开发的朋友来说,I2C协议实在是再了解不过了,有太多的器材,选用的都是经过I2C来进行相应的设置。今日,咱们就随意聊聊这个I2C协议。
I2C协议中最重要的一点是I2C地址。这个地址有7位和10位两种方式。7位能够表明127个地址,而在实践使用中基本上不会挂载如此多的设置,所以许多设备的地址都选用7位,所以本文接下来的阐明都是基于此。
I2C还有一个很重要的概念,便是“主—从”。关于从设备来说,它是啥都不干的,更不会主动发送数据;而主设备,则是起到操控效果,一切都是从它开端。
除了GND以外,I2C有两根线,别离是SDA和SCL,一切的设备都是接到这两根线上。那么,这些设备怎么知道数据是发送给它们呢?这就得依托前面所提到的地址了。设备I2C的地址是固定的,比方0x50,0x60等等。因为只能有127个地址,地址抵触是很常见的,所以一般设备都会有一个地址挑选PIN,比方拉高时分为0x50,接地为0x60。假如不管拉高仍是接地,都和其他芯片有抵触,那该怎么办呢?答案是:凉拌,没办法。遇到这种状况,只能换芯片了。
咱们来看I2C协议中的数据传输时序图:
SCL是时钟,SDA承载的是数据。当SDA从1变动到0,而SCL仍是1时,表明开端数据传输。接下来的7位,便是设备的地址。紧接着的是读写标志,其为1时是读取,为0则是写。假如I2C总线上存在着和恳求的地址相对应的设备,则从设备会发送一个ACK信号告诉主设备,能够发送数据了。接到ACK信号后,主设备则发送一个8位的数据。当传输完毕之后,SCL坚持为1,SDA从0变换到1时,标明传输完毕。
从这个时序图中能够看到,SCL很重要,而且哪个时钟沿是干嘛的,都是确定好的。比方,前面7个必定是地址,第8个是读写标志,数据传输有必要是8位,有必要接个ACK信号等等。
前面的时序图并没有标明数据传输的方向,咱们现在看看写操作的数据流向:
网格的是主设备发送的,白色格子是从设备发送的。从图示中能够看到,关于写操作,从设备都只是发送ACK进行承认罢了。
而读操作的数据流向,就有所不同,如图:
这时分,从设备除了发送ACK以外,紧跟着的还有数据。
咱们用示波器来检查波形图,以便于了解。
将示波器的X和Y别离接到SDA和SCL,得到波形并剖析如图:
从图中可知时序如下:
1.由主机建议,在SCL为高电平时,SDA由高到低切变,构成开端信号;
2. 接着是7位地址和一位读写标志,这儿7位地址为0111100,即0x3c,正是咱们代码中设置的地址ID;最终一位为0表明写操作;
3. 接着鄙人一个时钟,主机以高电平状况开释SDA,这时从机呼应,将SDA拉低了;
4. 接着是两个8位数据00101110与呼应,即0x2E,正是“.”号的ASCII码,契合预期输出;
5. 还有其它数据和最终的中止位,图中被截掉了。
从图中可知,纵向一格是200mV,则SDA和SCL的电平大约便是350mV;因为信号笔上设置了信号x10,因而实践电平应该大约是3.5V(理论上应该是3.3V)。横向一格是25us,10个时钟周期大约用了4格,即4x25us=100us,均匀每个时钟周期是10us,可算出传输频率为1/10us=100,000/s,即100k bps。
既有读又有写的波形图:
I2C是由2根线进行操作的,一个是主控时序SCL,另一根主控数据SDA
关于操作首要分红读写,读写的两个操作有部分是类似的
而时序的操作首要分为:START,DATA,ACK,STOP,NOACK
写的时序用到的时序为:STRAR,DATA,ACK,STOP
时序如图所示:
读时序用到的时序有:START,DATA,ACK,STOP,NOACK
时序如图所示:
下面对时序的阐明:
IDLE:闲暇的时分,尽量将SDA和SCL拉到高电平
START:坚持SCL为高电平,然后SDA由H->L
DATA:数据是当SCL为高电平的时分收集的数据才是有用的数据.
ACK:在发完数据后,从设备会将SDA拉到L
NOACK:在发送完数据后,从设备不会将SDA拉低
STOP:坚持SCL为高电平,然后SDA由L->H
好了,说一下时序的流程和时序图:
写时序的流程是:START –>
从设备的写地址 –> ACK –>
从设备的寄存器地址 –> ACK –>
写入的数据 –> ACK –>
STOP
写时序图:
读时序的流程是:START –>
从设备的写地址 –> ACK –>
从设备的寄存器地址 –> ACK –>
从设备的读地址 –> ACK ->
读出的数据 –> NOACK –>
STOP
读时序图:
其间要注意的是I2C的2根线上都有必要接上拉电阻,阻值一般是4.7K
在取得ACK的时分,一般将SDA输出一个高阻,然后再读入ACK,好让从设备拉低SDA