第十三章 ARM9_双向二线制串行总线I2C介绍

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十三章 双向二线制串行总线（ I2C）介绍及S3C2410的I2C控制,13.1 I2C接口以及EEPROM,I2C总线为同步串行数据传输总线，其标准总线传输速率为100kb/s，增强总线传输速率可达400kb/s。总线最大电容值为400pF。S3C2410微处理器能支持多主I2C总线串行接口。图13-1为I2C总线的内部结构框图,I2C总线可,构,构成多,主,主和多,从,从系统,。,。在多,主,主系统,结,结构中,，,，系统,通,通过硬,件,件或软,件,件仲裁,获,获得总,线,线控制,使,使用权,。,。应用,系,系统中I2C总线多,采,采用主,从,从结构,，,，即总,线,线上只,有,有一个,主,主控节,点,点，总,线,线上的,其,其他设,备,备都作,为,为从设,备,备。I2C总线上,的,的设备,寻,寻址由,器,器件地,址,址接线,决,决定，,并,并且通,过,过访问,地,地址最,低,低位来,控,控制读/写方向,。,。,目前，,通,通用存,储,储器芯,片,片多为EEPROM，其常,用,用的协,议,议主要,有,有两线,串,串行连,接,接协议(I2C)和,三线串,行,行连接,协,协议。,带,带I2C总线接,口,口的EEPROM有许多,型,型号，,其,其中AT24CXX系列使,用,用十分,普,普遍。,产,产品包,括,括AT24C01、AT24C02、AT24C04、AT24C08、AT24C16等，其,容,容量(字节数页)分别为128,8，256,8，512,8，10248，20488，适用,于,于25V的低电,压,压操作,，,，具有,低,低功耗,和,和高可,靠,靠性等,优,优点。,AT24系列,存,存储器,芯,芯片采,用,用CMOS工,艺,艺制造,，,，内置,有,有升压,电,电路，,可,可在单,电,电压供,电,电条件,下,下工作,。,。其标,准,准封装,为,为8脚DIP,封,封装形,式,式，如,图,图13,-,-2所,示,示。,图13-2AT24系列EEPROM的DIP8封装示,意,意图,各引脚,的,的功能,说,说明如,下,下：,SCL,：,：串行,时,时钟。,遵,遵循ISO/IEC7816同步,协,协议，,漏,漏极开,路,路，需,接,接上拉,电,电阻。,在,在该引,脚,脚的上,升,升沿，,系,系统将,数,数据输,人,人到每,个,个EEPROM器件,，,，在下,降,降沿输,出,出。,SDA,：,：串行,数,数据线,。,。漏极,开,开路，,需,需接上,拉,拉电阻,。,。双向,串,串行数,据,据线，,漏,漏极开,路,路，可,与,与其他,开,开路器,件,件“线,或,或”。,A0、A1、A2：,器,器件/,页,页面寻,址,址地址,输,输人端,。,。在AT24C01,和,和AT24C02中,，,，引脚,被,被硬连,接,接，其,他,他AT24Cxx均,可,可接寻,址,址地址,线,线。,WP：,读,读/写,保,保护。,接,接低电,平,平时可,对,对整片,空,空间进,行,行读/,写,写，高,电,电平时,不,不能读,/,/写，,受,受保护,。,。,Vcc,/,/GND：5V工作,电,电压。,13.2I2C,总,总线的,读,读/写,控,控制逻,辑,辑,开,开始条,件,件(START_C,),)：在,开,开始条,件,件下，,当,当SCL为高,电,电平时,，,，SDA由高,转,转为低,。,。,停,停止条,件,件(STOP,_,_C),：,：在停,止,止条件,下,下，当SCL,为,为高电,平,平时，SDA,由,由低转,为,为高。,确,确认信,号,号(ACK),：,：在接,收,收方应,答,答下，,每,每收到,一,一个宇,节,节后便,将,将SDA电平,拉,拉低。,数,数据传,送,送(R,/,/M),：,：总线,启,启动或,应,应答后,，,，SCL高电,平,平期间,数,数据串,行,行传送,；,；低电,平,平,期间为,数,数据准,备,备，并,允,允许SDA线,上,上数据,电,电平变,换,换。总,线,线以字,节,节(8,位,位)为,单,单位传,送,送数据,，,，且高,有,有效位,(,(MSB)在,前,前。I2C数,据,据传送,时,时序如,图,图13,-,-3所,示,示。,13.3EEPROM,读,读/写,操,操作,13.3.1AT24C04,结,结构与,应,应用简,述,述,AT24C04由输,入,入缓冲,器,器和EEPROM阵,列,列组成,。,。由于EEPROM,的,的半导,体,体工艺,特,特性，,写,写入时,间,间为5,10ms，,如,如果从,外,外部直,接,接写入EEPROM,，,，则每,写,写一个,字,字节都,要,要等候510ms,，,，成批,数,数据写,人,人时则,要,要等候,更,更长的,时,时间。,具,具有SRAM,输,输人缓,冲,冲器的EEPROM,器,器件，,其,其写入,操,操作变,成,成对SRAM,缓,缓冲器,的,的装载,，,，装载,完,完后启,动,动一个,自,自动写,人,人逻辑,将,将缓冲,器,器中的,全,全部数,据,据一次,写,写入EEPROM阵,列,列中。,对缓冲,器,器的输,人,人称为,“,“页写,”,”，缓,冲,冲器的,容,容量称,为,为“页,写,写字节,数,数”。AT24C04的页,写,写字节,数,数为8,。,。写入,不,不超过,页,页写字,节,节数时,，,，对EEPROM器,件,件的写,人,人操作,与,与对SRAM,的,的写人,操,操作相,同,同；若,超,超过页,写,写字节,数,数，应,等,等候5,10ms后,再,再启动,一,一次写,操,操作。,由于EEPROM器,件,件缓冲,区,区容量,较,较小，,且,且不具,备,备溢出,进,进位检,测,测功能,，,，所以,，,，从非,零,零地址,写,写人8,字,字节数,或,或从零,地,地址写,入,入超过8字节,数,数会形,成,成地址,翻,翻卷，,导,导致写,入,入出错,。,。,13.3.2,设,设,备,备地址,（,（DADDR,）,）,AT24C04的器,件,件地址,是,是1010。,13.3.3AT24CXX,的,的数据,操,操作格,式,式,在I2C总线,中,中，对AT24C04内部,存,存储单,元,元读/,写,写，除,了,了要给,出,出器件,的,的设备,地,地址（DADDR）,外，还,须,须指定,读,读/写,的,的页而,地,地址(PADDR),。,。两者,组,组成操,作,作地址,（,（OPADDR）如,下,下：,1010 A2 A1-R,/,/W,按照AT24C04,器,器件手,册,册，读,/,/写地,址,址(ADDR,=,=1010A2A1-R/M,),)中的,数,数据操,作,作格式,如,如下：,写人操,作,作格式,。,。任意,写,写一个,字,字节到,地,地址ADDR,_,_W，,其,其时序,图,图如图13-4所示,。,。,图13,-,-4,任,任,意,意写一,个,个字节,从地址ADDR_W,起,起连续,写,写入n,个,个字节,（,（同一,页,页面）,，,，其时,序,序图如,图,图13,-,-5所,示,示。,图13,-,-5,写,写n个字,节,节,读出操,作,作格式,。,。 从,任,任意地,址,址ADDR_R读,一,一个字,节,节的时,序,序图如,图,图13,-,-6所,示,示。从,地,地址ADDR,_,_ R,起,起连续,读,读出n,个,个字节,(,(同一,页,页面),，,，其时,序,序图如,图,图13,-,-7所,示,示。,在读任,意,意地址,操,操作中,除,除了发,送,送读地,址,址外，,还,还要发,送,送页面,地,地址(PADDR),，,，因此,，,，在连,续,续读出n个字,节,节操作,前,前，要,进,进行一,个,个字节PADDR写,人,人操作,，,，然后,重,重新启,动,动读操,作,作。注,意,意，读,操,操作完,后,后没有ACK,。,。,13.4S3C2410处理,器,器I2C接口,13.4.1S3C2410I2C接口,简,简介,S3C2410处理,器,器为用,户,户进行,应,应用设,计,计提供,了,了支持,多,多主总,线,线的I2C接,口,口。处,理,理器提,供,供符合I2C,协,协议的,设,设备连,接,接双向,数,数据线I2CSDA,和,和I2CSCL，在I2CSCL,高,高电平,期,期间，I2CSDA,的,的下降,沿,沿启动,，,，上升,沿,沿停止,。,。S3C2410处,理,理器可,以,以支持,主,主发送,、,、主接,收,收、从,发,发送和,从,从接收4种工,作,作模式,。,。在主,发,发送模,式,式下，,处,处理器,通,通过I2C接,口,口与外,部,部串行,器,器件进,行,行数据,传,传送，,需,需要使,用,用到如,表,表13,-,-1、13-2、13-3,、,、13,-,-4所,列,列寄存,器,器。,表13-1I2C总线控,制,制寄存,器,器（I2CC0N）,表13-2I2C总线状,态,态寄存,器,器（I2CSTAT）,表13-3I2C总线地,址,址寄存,器,器(I2CADD),表13-4I2C发送接,收,收移位,寄,寄存器(I2CDS,),),13.4.2,使,使,用,用S3C2410I2C,总,总线读,/,/写方,法,法,使用S3C2410I2C总线,读,读/写,方,方法可,简,简单用,图,图13,-,-8表,示,示。,开始条,件,件(START_C,),)：当SCL,为,为高电,平,平时，SDA,由,由高转,为,为低。,停,停止条,件,件(STOP,_,_C),：,：当SCL为,高,高电平,时,时，SDA由,低,低转为,高,高。,确,确认信,号,号(ACK),：,：在接,收,收方应,答,答下，,每,每收到,一,一个宇,节,节后便,将,将SDA电平,拉,拉低。,数,数据传,送,送(R,/,/M),：,：总线,启,启动或,应,应答后,，,，SCL高电,平,平期间,数,数据串,行,行传送,；,；低电,平,平,期间为,数,数据准,备,备，并,允,允许SDA线,上,上数据,电,电平变,换,换。总,线,线以字,节,节(8,位,位)为,单,单位传,送,送数据,，,，且高,有,有效位,(,(MSB)在,前,前。I2C数,据,据传送,时,时序可,参,参考图13-313-7,。,。,图13,-,-8I2C总,线,线读/,写,写操作,13.5I2C,总,总线编,程,程,I2C,总,总线编,程,程主要,完,完成二,项,项工作,，,，一是,系,系统初,始,始化，,包,包括使,能,能系统,中,中断，,设,设置中,断,断向量,等,等；二,是,是对I2C的,相,相关寄,存,存器进,行,行设置,：,：,rINTMSK &,=,=,(BIT_IIC,|,|BIT_ALLMSK),;,;/,使,使能,系,系统中,断,断和I2C中,断,断,pISR_IIC=,(,(unsigned)iic_int,_,_24c04,;,;/I2C中断,服,服务地,址,址,rIICADD =0x10;,/,/S3C2410,从,从设备,地,地址,rIICCON =0xaf;/,/,/使能ACK,和,和I2C总线,中,中断，,设,设置IICCLK为MCLK/16,rIICSTAT,=,=0x10;,/,/,允,允许发,送,送接收,第十三,章,章习题,和,和练习,简述I2C总,线,线原理,和,和适用,场,场合。,简述I2C总,线,线的读,写,写操作,格,格式。,I2C,总,总线控,制,制寄存,器,器的名,字,字和各,位,位的定,义,义。,I2C,总,总线控,制,制程序,编,编写步,骤,骤是什,么,么？,I2C,总,总线中,断,断向量,如,如何设,置,置？,简述EEPROMAT24C04读写,工,工作原,理,理。,7，结,合,合实验,内,内容和,程,程序，,掌,掌握S3C2410,使,使用IC接口,访,访问EEPROM存,储,储器的,方,方法。,