I2C总线协议及其应用(2)

2. I² C数据传输

---- 在I² C 总线传输过程中，将两种特定的情况定义为开始和停止条件（如图3）：当SCL保持“高”，SDA由“高”变为“低”时为开始条件；SCL保持“高 ”，SDA由“低”变为“高”是为停止条件。开始和停止条件由主控器产生。使用硬件接口可以很容易地检测开始和停止条件，没有这种接口的微机必须以每时钟 周期至少两次对SDA取样以使检测这种变化。

图3:总线开始/停止

---- SDA 线上的数据在时钟“高”期间必须是稳定的，只有当SCL线上的时钟信号为低时，数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须 是8位，每次传输的字节不受限制，每个字节必须有一个应答为ACK。如果一接收器件在完成其他功能（如一内部中断）前不能接收另一数据的完整字节时，它可 以保持时钟线SCL为低，以促使发送器进入等待状态，当接收器械准备好接受数据的其它字节并释放时钟SCL后，数据传输继续进行。I² C数据总线传送时序如图4。

图4:总线数据传送顺序

---- 数 据传送具有应答是必须的。与应答对应的时钟脉冲由主控器产生，发送器在应答期间必须下拉SDA线。当寻址的被控器件不能应答时，数据保持为高，接着主控器 产生停止条件终止传输。在传输的过程中，当用到主控接收器的情况下，主控接收器必须发出一数据结束信号给被控发送器，被控发送器必须释放数据线，以允许主 控器产生停止条件。合法的数据传输格式如下：

超始位

被控接收器地址

R/W

应答位

数据

应答位

、、、、

停止位

---- I² C 总线在开始条件后的首字节决定哪个被控器将被主控器选择，例外的是“通用访问”地址，它可以寻址所有期间。当主控器输出一地址时，系统中的每一器件都将开 始条件后的前七位地址和自己地址比较。如果相同，该器件认为自己被主控器寻址，而作为被控接收器或被控发送器则取决于R/W位。

---- 二、I² C总线的应用

---- I² C总线是各种总线中使用信号线最少，并具有自动寻址，多主机时钟同步和仲裁等功能很强的总线。因此，使用I² C设计计算机系统十分方便、灵活、体积也小，在各类实际应用中得到广泛应用。下面举两个应用示例。

---- 1. 伺服控制系统用I² C扩展LCD显示

---- 图5是一个伺服系统的结构图。用8XC752单片机的PWM输出经放大后驱动电机，电机的转速有测速机测取并直接送到8XC752片内A/D电路。处理后的有关信息经I² C总线送到LCD驱动芯片PCF8577以驱动六十四段LCD显示板。

图5:伺服系统结构框图