´®ÐÐ×ÜÏߺͲ¢ÐÐ×ÜÏßÏà±È¾ßÓнṹ¼òµ¥¡¢Õ¼ÓÃÒý½ÅÉÙ¡¢³É±¾µÍµÄÓŵ㡣³£¼ûµÄ´®ÐÐ×ÜÏßÓÐUSB¡¢IEEE1394¡¢I2CµÈ£¬ÆäÖÐI2C×ÜÏß¾ßÓÐʹÓüòµ¥µÄÌص㣬ÔÚµ¥Æ¬»ú¡¢´®ÐÐE2PROM¡¢LCDµÈÆ÷¼þÖоßÓй㷺µÄÓ¦Óá£
I2C(Inter IC BUS)ÊÇPhilips¹«Ë¾¿ª·¢µÄÓÃÓÚоƬ֮¼äÁ¬½ÓµÄ×ÜÏß¡£ I2C×ÜÏßÓÃÁ½¸ùÐźÅÏß½øÐÐÊý¾Ý´«Ê䣬һ¸ùΪ´®ÐÐÊý¾ÝÏß(SDA)£¬ÁíÒ»¸ùΪ´®ÐÐʱÖÓÏß(SCL)¡£I2C×ÜÏßÔÊÐíÈô¸É¼æÈÝÆ÷¼þ(Èç´æ´¢Æ÷¡¢A/Dת»»Æ÷¡¢D/Aת»»Æ÷¡¢LCDÇý¶¯Æ÷µÈ)¹²Ïí×ÜÏß¡£I2C×ÜÏßÀíÂÛÉÏ¿ÉÒÔÔÊÐíµÄ×î´óÉ豸Êý£¬ÊÇÒÔ×ÜÏßÉÏËùÓÐÆ÷¼þµÄ×ܵçÈÝ(ÆäÖаüÀ¨Á¬Ïß±¾ÉíµÄµçÈݺÍÁ¬½Ó¶ËµÄÒý³öµçÈÝ)²»³¬¹ý400pFΪÏÞ£¬×ÜÏßÉÏËùÓÐÆ÷¼þÒÀ¿¿SDAÏß·¢Ë͵ĵØÖ·ÐźÅÑ°Ö·£¬²»ÐèҪƬѡÏß¡£ÈκÎʱ¿Ì×ÜÏßÖ»ÄÜÓÉÒ»¸öÖ÷Æ÷¼þ¿ØÖÆ£¬¸÷´ÓÆ÷¼þÔÚ×ÜÏß¿ÕÏÐʱÆô¶¯Êý¾Ý´«Êä¡£I2C×ÜÏßÊý¾Ý´«ÊäµÄ±ê׼ģʽËÙÂÊΪ100kbps£¬¿ìËÙģʽËÙÂÊΪ400kbps£¬¸ßËÙģʽËÙÂÊΪ3.4Mbps¡£
ÓÃVHDLºÍCPLDÉè¼ÆÊý×Öϵͳ¾ßÓд«Í³·½·¨Î޿ɱÈÄâµÄÓÅÔ½ÐÔ£¬ËüÒѾ³ÉΪ´ó¹æÄ£¼¯³Éµç·Éè¼Æ×îΪÓÐЧµÄÒ»ÖÖÊֶΡ£Îª¼òµ¥Æð¼û£¬±¾ÎIJÉÓÃVHDLÉè¼Æ±ê׼ģʽµÄI2C×ÜÏß¿ØÖƵç·¡£
1 I2C×ÜÏßÉϵÄÊý¾Ý´«Êä
I2C×ÜÏß°üº¬Ê±ÖÓÏßSCLºÍÊý¾ÝÏßSDAÁ½ÌõÁ¬Ïߣ¬SCLÓÉÖ÷»ú²úÉú¡£I2C×ÜÏßµÄÊý¾Ý´«ÊäÁ÷³ÌÈçͼ1Ëùʾ¡£Æä´«Êä¹ý³ÌΪ£ºÊ×ÏÈÖ÷»ú²úÉúÆðʼλ£¬È»ºó´«Ë͵ÚÒ»¸ö×Ö½Ú¡£8λÊý¾ÝÖÐÊ×ÏÈ´«Ë͵ÄÊÇÊý¾ÝµÄ×î¸ßλMSB£¬×îµÍλLSBΪ¶Áдָʾ룬1±íʾÖ÷»ú¶Á£¬0±íʾÖ÷»úд£¬¸ß7λµØÖ·¿ÉʹÖ÷»úÑ°Ö·128¸ö´ÓÆ÷¼þ¡£
´Ó»úÊÕµ½µÚÒ»×Ö½ÚÊý¾Ýºó·¢ÏìӦ룬Ö÷»úÊÕµ½ÏìӦλºó½Ó×Å·¢Ë͵ڶþ¸ö×Ö½ÚµÄÊý¾Ý¡£Êý¾Ý·¢ËÍÍê±Ïºó²úÉú½áÊø룬Êý¾Ý´«ËͽáÊø¡£Êý¾Ý´«ËÍʱ£¬Ö»ÓÐʱÖÓSCLΪµÍµçƽʱSDA²ÅÔÊÐíÇл»£¬SCLΪ¸ßµçƽʱSDA±ØÐëÎȶ¨£¬´ËʱSDAµÄµçƽ¾ÍÊÇ×ÜÏßתË͵ÄÊýÖµ¡£
ÔÚSCLΪ¸ßµçƽʱ£¬SDAÏßÓɸߵ½µÍÇл»±íʾÆðʼ룬SDAÏßÓɵ͵½¸ßÇл»±íʾֹͣλ¡£ÆðʼλºÍֹͣλÓÉÖ÷»ú²úÉú£¬ÔÚÆðʼλ²úÉúºó×ÜÏß´¦ÓÚæ״̬£¬Í£Ö¹Î»³öÏÖ²¢¾¹ýÒ»¶¨Ê±¼äºó×ÜÏß½øÈë¿ÕÏÐ״̬¡£·¢ËÍÆ÷ÿ·¢ËÍÒ»¸ö×ֽں󣬽ÓÊÕÆ÷±ØÐë²úÉúÒ»¸öÏìӦλ¡£ÏìӦλµÄÇý¶¯Ê±ÖÓÓÉÖ÷»ú²úÉúÔò½ÓÊÕÆ÷½«SDAÏßÀµÍ²úÉúÏìӦλ¡£Èç¹ûÖ÷»úÊǽÓÊÕÆ÷£¬Ôò½ÓÊÕ×îºóÒ»¸ö×Ö½Úʱ£¬ÏìӦλΪ1£¬Í¨Öª´Ó»ú½áÊø·¢ËÍ£¬·ñÔòÏìӦλΪ0¡£µ±´Ó»ú²»ÄÜÏìÓ¦´Ó»úµØÖ·(ÀýÈçËüÕýÔÚÖ´ÐÐһЩʵʱº¯Êý£¬²»ÄܽÓÊÕ»ò·¢ËÍ)ʱ£¬»òÏìÓ¦ÁË´Ó»úµØÖ·µ«ÔÚ´«ÊäÒ»¶Îʱ¼äºó²»ÄܽÓÊÕ¸ü¶àµÄÊý¾Ý×Ö½Ú£¬´Ëʱ´Ó»ú¿ÉÒÔͨ¹ýÏìӦλΪ1֪ͨÖ÷»úÖÕÖ¹µ±Ç°µÄ´«Ê䣬ÓÚÊÇÖ÷»ú²úÉúÒ»¸öֹͣλÖÕÖ¹´«Ê䣬»òÕß²úÉúÖظ´¿ªÊ¼Î»¿ªÊ¼ÐµĴ«Êä¡£
SDAÏßÉÏ´«Ë͵ÄÊý¾Ý±ØÐëΪ8λ£¬Ã¿´Î´«ËÍ¿ÉÒÔ·¢Ë͵Ä×Ö½ÚÊýÁ¿²»ÊÜÏÞÖÆ¡£Èç¹û´Ó»úÒªÍê³ÉһЩÆäËû¹¦ÄÜ(ÀýÈçÖ´ÐÐÒ»¸öÄÚ²¿ÖжϷþÎñ³ÌÐò)²ÅÄܽÓÊÕ»ò·¢ËÍÏÂÒ»¸öÊý¾Ý×Ö½Ú£¬Ôò´Ó»ú¿ÉÒÔʹSCLά³ÖµÍµç룬ÆÈʹÖ÷»ú½øÈëµÈ´ý״̬¡£´Ó»ú×¼±¸ºÃ½ÓÊÕ»ò·¢ËÍÏÂÒ»¸öÊý¾Ý×Ö½Úʱ£¬ÊÍ·ÅSCL£¬Êý¾Ý´«Êä¼ÌÐø¡£
SDAºÍSCL¶¼ÊÇË«ÏòÏß·£¬Ê¹ÓÃʱͨ¹ýÉÏÀµç×èÁ¬½Óµ½µçÔ´¡£×ÜÏß¿ÕÏÐʱÕâÁ½ÌõÏß·¶¼ÊǸߵçƽ£¬Á¬½Óµ½×ÜÏßµÄÆ÷¼þµÄÊä³ö¼¶±ØÐëÊÇ©¼«¿ªÂ·»ò¼¯µç¼«¿ªÂ·£¬ÕâÑù×ÜÏß²ÅÄÜÖ´ÐГÏßÓ딵ŦÄÜ¡£
Ö÷»ú·¢ÍêµÚÒ»¸ö×Ö½Úºó£¬Êý¾Ý´«Êä·½ÏòµÄ±ä»¯¿ÉÄÜ´æÔÚÈýÖÖÇé¿ö¡£(1)´«Êä·½Ïò²»±ä£¬ÈçÖ÷»úÏò´Ó»úд£»(2)´«Êä·½Ïò¸Ä±ä£¬ÈçÖ÷»ú´Ó´Ó»ú¶ÁÊý¾Ý£»(3)´«Êä·½Ïò¸Ä±ä¶à´Î£¬ÈçÖ÷»ú¶Ô´Ó»ú½øÐжà´Î¶Áд¡£
2 ʱÖÓͬ²½ÓëÖÙ²Ã
I2C×ÜÏßÔÚÈκÎʱ¿ÌÖ»ÄÜÓÐÒ»¸öÖ÷»ú£¬µ±I2C×ÜÏßͬʱÓÐÁ½¸ö»ò¸ü¶àµÄÆ÷¼þÏë³ÉΪÖ÷»úʱ£¬¾ÍÐèÒª½øÐÐÖٲã»Ê±ÖÓͬ²½µÄÄ¿µÄ¾ÍÊÇΪÖÙ²ÃÌṩһ¸öÈ·¶¨µÄʱÖÓ¡£Ê±ÖÓSCLµÄͬ²½ºÍÖÙ²Ãͨ¹ý“ÏßÓë”À´Ö´ÐУ¬SCLµÄµÍµçƽʱ¼äÈ¡¾öÓڵ͵çƽʱ¼ä×µÄÖ÷»ú£¬¸ßµçƽʱ¼äÈ¡¾öÓڸߵçƽʱ¼ä×î¶ÌµÄÖ÷»ú¡£
Öٲùý³ÌÔÚÊý¾ÝÏßSDAÏßÉϽøÐУ¬µ±SCLΪ¸ßµçƽʱ£¬Èç¹ûSDAÏßÉÏÓÐÖ÷»ú·¢Ë͵͵çƽ£¬Ôò·¢Ë͸ߵçƽµÄÖ÷»ú½«¹Ø±ÕÊä³ö¼¶¡£ÒòΪ×ÜÏßµÄ״̬ºÍ×ÔÉíÄÚ²¿²»Ò»Ñù£¬ÓÚÊÇ·¢Ë͵͵çƽµÄÖ÷»úÓ®µÃÖٲá£ÖٲÿÉÒÔ³ÖÐø¶à¸ö룬ÔÚʵ¼ÊͨÐŹý³ÌÖУ¬ÖٲõĵÚÒ»½×¶Î±È½ÏµØַ룬Èç¹û¶à¸öÖ÷»úѰַͬһ¸ö´Ó»ú£¬Ôò¼ÌÐø±È½ÏÊý¾Ýλ(Ö÷»úÊÇ·¢ËÍ»ú)»òÏìӦλ(Ö÷»úÊǽÓÊÕ»ú)¡£ÓÉÓÚI2C×ÜÏßÉϵĵØÖ·ºÍÊý¾ÝÓÉÓ®µÃ×ÜÏßµÄÖ÷»ú¾ö¶¨£¬Òò´ËÖٲùý³ÌÖв»»á¶ªÊ§ÐÅÏ¢¡£Èç¹ûÒ»¸öÖ÷»ú¾ßÓдӻú¹¦ÄÜ£¬Ôòµ±ËüʧȥÖÙ²Ãʱ£¬±ØÐëÁ¢¼´Çл»µ½´Ó»ú״̬£¬ÒòΪËü¿ÉÄÜÕýÔÚ±»ÆäËûÖ÷»úÑ°Ö·¡£
3 I2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷Éè¼Æ
I2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷µÄÖ÷Òª×÷ÓÃÊÇÌṩ΢¿ØÖÆÆ÷(μC)ºÍI2C×ÜÏßÖ®¼äµÄ½Ó¿Ú£¬ÎªÁ½ÕßÖ®¼äµÄͨÐÅÌṩÎïÀí²ãÐÒéµÄת»»¡£ÔÚ´®ÐÐÓ¦ÓÃϵͳÖУ¬ÍâΧÆ÷¼þ(Èç´®ÐÐE2PROM¡¢LCD¡¢ÊµÊ±ÖÓµÈ)Á¬½ÓÔÚI2C×ÜÏßÉÏ£¬ÔÙͨ¹ýI2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷ºÍμCÁ¬ÆðÀ´¡£ÆäµäÐ͵ÄÓ¦Óã¬ÈçÏÖÔÚÐí¶à²ÊµçµÄ¿ØÖÆϵͳ¶¼»ùÓÚI2C×ÜÏß¡£ÎªÁËʹÉè¼ÆÇåÎúÃ÷ÁË£¬±¾ÎĽ«¿ØÖÆÆ÷µÄÉè¼Æ·Ö³ÉÁ½²¿·Ö¡£Ò»²¿·ÖΪ΢¿ØÖÆÆ÷(μC)½Ó¿Ú£¬ÁíÒ»²¿·ÖΪI2C½Ó¿Ú£¬Èçͼ2Ëùʾ¡£
μC½Ó¿Ú²¿·ÖÖ÷Òª°üº¬×´Ì¬¼Ä´æÆ÷(MBSR)¡¢¿ØÖƼĴæÆ÷(MBCR)¡¢µØÖ·¼Ä´æÆ÷(MADR)¡¢Êý¾Ý¼Ä´æÆ÷(MBDR)ºÍµØÖ·ÒëÂë/×ÜÏß½Ó¿ÚÄ£¿é¡£×´Ì¬¼Ä´æÆ÷ָʾI2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷µÄµ±Ç°×´Ì¬£¬Èç´«ÊäÊÇ·ñÍê³É¡¢×ÜÏßÊÇ·ñæµÈÐÅÏ¢¡£¿ØÖƼĴæÆ÷ÊÇμC¿ØÖÆI2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷µÄÖ÷Ҫ;¾¶£¬Í¨¹ýÖÃ0/1Íê³ÉI2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷ʹÄÜ¡¢ÖжÏʹÄÜ¡¢Ö÷/´Ó(Master/Slave)ģʽѡÔñ¡¢²úÉúÆðʼλµÈ²Ù×÷¡£µØÖ·¼Ä´æÆ÷±£´æ×ÅI2C×ÜÏß¿ØÖÆÆ÷×÷Ϊ´Ó»úʱµÄµØÖ·¡£Êý¾Ý¼Ä´æÆ÷ÓÃÓÚ±£´æ½ÓÊÕµÄÊý¾Ý»òÊÇ´ý·¢Ë͵ÄÊý¾Ý¡£
I2C½Ó¿ÚµÄºËÐÄÊÇÖ÷״̬»ú£¬Ëü¿ØÖÆ×ÅÕû¸öI2C½Ó¿ÚµÄÔË×÷¡£ºÍI2C×ÜÏßÖ±½ÓÏàÁ¬µÄÄ£¿éÓÐÆðʼ/ֹͣλ²úÉúÄ£¿é¡¢I2C Header¼Ä´æÆ÷¡¢I2CÊý¾Ý¼Ä´æÆ÷ºÍÖٲü°Æðʼ/ֹͣλ¼ì²âÄ£¿é¡£µ±¿ØÖÆÆ÷ÊÇMasterʱ£¬Æðʼ/ֹͣλ²úÉúÄ£¿éÓÃÓÚÔÚI2C×ÜÏßÉϲúÉúÆðʼλºÍֹͣλ£»I2CÊý¾Ý¼Ä´æÆ÷ÓÃÓÚ±£´æ×ÜÏßÉÏ´«Ë͵ÄÊý¾Ý£»Öٲü°Æðʼ/ֹͣλ¼ì²âÄ£¿éµÄ×÷ÓÃÊÇÖ´ÐÐÖٲ㬲¢¼ì²âI2C×ÜÏßÉϵÄÆðʼ/ֹͣ룬ÒÔ±ãΪÖ÷״̬»úÌṩÊäÈë¡£ÆäËûÄ£¿é°üÀ¨£ºI2C״̬¼Ä´æÆ÷£¬ÓÃÓڼǼI2C×ÜÏßµÄ״̬£»µØÖ·±È½ÏÄ£¿é£¬ÓÃÓڱȽÏ×ÜÏßÉÏ´«Ë͵ĵØÖ·ºÍ±¾»úµÄ´Ó»úµØÖ·ÊÇ·ñÒ»Ö£¬Èç¹ûÒ»Ö£¬ËµÃ÷ÆäËûÖ÷»úÕýÔÚÑ°Ö·±¾¿ØÖÆÆ÷£¬¿ØÖÆÆ÷±ØÐëÁ¢¼´Çл»µ½´Ó»ú״̬£¬Í¬Ê±·¢³öÏìӦλ¡£
×÷ÕߣºÇ®Ãô »ÆÇïƼ À»ª ÁõÝí À´Ô´£º21ICµç×ÓÍø