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1、IIC总线协议简介,CIG DVT5 KouZhi 2016-9-8,目录(Outline),一、什么是IIC？ 二、IIC总线传输协议 数据的有效性 起始和停止条件 数据的传输 数据传输格式 7位寻址 F/S模式I2C总线线路的时序特性 三、实际IIC波形量测分析 基本注意事项Highlight 举例-光耦的IIC波形测试,I2C（InterIntegrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。通
2、过串行数据（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。LCD 驱动器只能作为接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机（见表一）。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。I2C 总线上数据的传输速率在标准模式下可达100kbit/s 在快速模式下可达400kbit/s 在高速模式下可达3.4Mbit/s。,什
3、么是IIC？,表一：I2C 总线术语的定义,IIC总线传输协议,1.数据的有效性： SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定的高或低电平状态，只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变。(见下图),2.起始和停止条件： 当SCL 高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换这个情况表示起始条件； 当SCL 是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换表示停止条件。(见下图) 起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为处于忙的状态，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。,3.数据的传输： 1发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位，每次传输可以发送的字节数量不受限制，每
4、个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是数据的最高位MSB。 2数据传输必须带响应，在响应的时钟脉冲期间，接收器必须将SDA 线拉低使它在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平(见下图) 当从机不能响应从机地址时,(例如它正在执行一些实时函数不能接收或发送),从机必须使数据线保持高电平，主机然后产生一个停止条件终止传输或者产生重复起始条件开始新的传输。,3下图为IIC总线的数据传输过程,1主机发送到从机,2在第一个字节后主机立即读从机,3复合格式,6.F/S模式I2C总线线路的时序特性： 1I2C 总线的时序特性、总线线路电容和噪声容限见下表；,2I2C总线的时序定义见下图：,实际IIC波形量
5、测分析,1.基本注意事项Highlight,注意量测波形SCL第一个字节第8位对应SDA的电平高低-(高读低写)，并分析该读写位是否是你想要的； 波形需在接收端器件末端测试； 板子上可能有不同的地(GND、GNDS、GNDP、GNDE等)，示波器量测时需选对参考地； SDA是双向信号；SCL是由主机发送的单向信号，所以在主控芯片端测读回来的信号一般只care SDA的信号质量和时序，SCL只作为参考； 通过串口发送命令，抓出的波形需严格匹配命令中地址位，如果波形的地址和命令中不一致，则视为无效波形。,2.举例-光耦的IIC波形测试,CPLD,SDA,SCL,光耦1,POE,光耦2,SDA,SCL,SDA,SCL,SDA,SCL,1光耦:光电隔离耦合，单向传输。 由于我们PCB板子上POE把I2C信号分开了，所以需要两个高速光耦，注意要区分地(在CPLD端为P3V3,参考地为GND;在POE端是P48V,参考地为-48V GNDS)。 2光耦信号传输模型如下：,测试点(写) 示波器接GND,测试点(写) 示波器接GNDS,测试点(读) 示波器接GNDS,测试点(读) 示波器接GND,3.举例温感TMP75波形测试,参考文献,Thank you,