由I2C学通信时序

1、什么是时序?

(1)时序:字面意思,时序就是时间顺序,实际上在通信中时序就是通信线上按照时间顺序发生的电平变化,以及这些变化对通信的意义就叫时序。

2、I2C的总线空闲状态、起始位、结束位

(1)I2C总线上有一个主设备,n(n>=1)个从设备。I2C总线上有两种状态;空闲态(所有从设备都未和主设备通信,此时总线空闲)和忙态(其中一个从设备和主设备通信,此时总线被这一对占有,其他从设备必须歇着)。

(2)整个通信分为一个周期的一个周期的,两个相邻的通信周期是空闲态。每个通信周期由一个起始位开始,一个结束位结束,中间是本周期的通信数据。

(3)起始位并不是一个时间点,起始位是一个时间段,在这段时间内总线状态变化情况是:SCL线维持高电平,同时SDA线发生一个从高到低的下降沿。

(4)与起始位相似,结束位也是一个时间段。在这段时间内总线状态变化情况是:SCL线维持高电平,同时SDA线发生一个从低到高的上升降沿。

3、I2C数据传输格式(数据位&ACK)

(1)每一个通信周期的发起和结束都是由主设备来做的,从设备只有被动的响应主设备,没法自己发去做任何事情。

(2)主设备在每一个通信周期会先发8位从设备地址(其实8位中只有7位是从设备地址,还有1位表示设备下面要写入还是读出)到总线(主设备是以广播的形式发送的,只要是总线上的所有从设备其实都能收到这个信息)。然后总线上的每一个从设备都能收到这个地址,并且收到地址后和自己的设备地址比较看是否相等。如果相等说明主设备本次通信就是给我说话,如果不等则说明不是和我说话。

(3)主设备发送一段数据后,从设备需要回应一个ACK。这个响应本身只有一个bit位,不能携带有效信息,只能表示2个意思(要么表示收到数据,即有效响应;要么表示未收到数据,无效响应)

(4)在某一个通信时刻,主设备和从设备只能有一个在发(占用总线,也就是向总线写),另一个在收(从总线来读)。

4、数据在总线上的传输协议

(1)I2C通信时的基本数据单位也是以字节为单位的,每次传输的有效数据都是1个字节(8位)。

(2)起始位及其后的8个clk都是主设备在发送(这设备掌控总线),此时从设备只能读取总线,通过读总线来得知主设备发给从设备的信息;然后到了第9周期,按照协议规定从设备需要发送ACK给主设备,所以此时主设备必须释放总线(主设备把总线置为高电平然后不要动,其实就类似于总线空闲状态),同时从设备试图拉低总线发出ACK。如果从设备拉低总线失败,或者从设备根本就没有去拉低总线,则主设备看到的现象就是在第9周期仍然一直保存高,这对主设备来说,意味着我没收到ACK,主设备就认为刚才给从设备发送的8个字节不对(接收失败)

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