第11章 IIC模塊及其應(yīng)用

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1、第11章GB60的IIC模塊及其應(yīng)用*第11章GB60的IIC模塊及其應(yīng)用IIC總線協(xié)議是Philips公司提出的用于在IC器件之間兩線式連接規(guī)范，與SPI類似，IIC也已發(fā)展成為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，各半導(dǎo)體公司推出了大量的帶有IIC接口的芯片，如RAM、EEPROM、FlashROM、A/D、D/A轉(zhuǎn)換、LED/LCD驅(qū)動、I/O接口、實時時鐘等。本章首先介紹了IIC總線及其工作原理，然后講述了MC9S08GB60的IIC模塊的使用方法，并給出了GB60和時鐘芯片PCF8563通過IIC總線連接的實例。11.

2、1IIC總線概述IIC(Inter-IntegratedCircuit)總線，許多文獻(xiàn)寫作I2C，本書中統(tǒng)一用IIC，主要用于同一電路板內(nèi)各集成電路模塊(IC)之間的連接。IIC采用雙向2線制串行數(shù)據(jù)傳輸方式，支持任何一種IC制造工藝，簡化IC之間的通信連接。IIC是PHILIPS公司于二十世紀(jì)八十年代初提出，其后，PHILIPS和其他廠商提供了種類豐富的IIC兼容芯片。目前，IIC總線標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為世界性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1．IIC總線特點回顧SPI，它采用的是數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘三線，加片選線形式，對于少數(shù)外圍

3、器件的擴(kuò)展極為方便，但當(dāng)外圍器件較多時，就要有相應(yīng)多的片選線，而且由這種總線組成的多機系統(tǒng)中只能有一個主機。相比之下IIC總線克服了SPI的不足。在硬件結(jié)構(gòu)上，它采用數(shù)據(jù)(SDA)和時鐘(SCL)兩根線來完成數(shù)據(jù)的傳輸及外圍器件的擴(kuò)展，任何一個具有IIC總線接口的外圍器件，不論其功能差別有多大，都具有相同的電氣接口，因此都可以掛接在總線上，甚至可在總線工作狀態(tài)下撤除或掛上，使其連接方式變得十分簡單。對各器件的尋址是軟尋址方式，因此節(jié)點上沒有必須的片選線，器件地址給定完全取決于器件類型與單元結(jié)構(gòu)，這也簡化了IIC

4、系統(tǒng)的硬件連接。另外IIC總線能在總線競爭過程中進(jìn)行總線控制權(quán)的仲裁和時鐘同步，并且不會造成數(shù)據(jù)丟失，因此由IIC總線連接的多機系統(tǒng)可以是一個多主機系統(tǒng)。IIC主要特點如下。①在硬件上，二線制的IIC串行總線使得各IC只需最簡單的連接，而且總線接口都集成在IC中，不需另加總線接口電路。電路的簡化省去了電路板上大量走線，減少電路板面積，提高了可靠性，降低了成本。在IIC總線上各IC除了個別中斷引線外，相互之間沒有其他連線，用戶常用的IC基本上與系統(tǒng)電路無關(guān)，故極易形成用戶自己的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計。②IIC總線還支

5、持多主控(multi-mastering)，如果兩個或更多主機同時初始化數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主機。一個主機能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當(dāng)然，在任何時間點上只能有1第11章GB60的IIC模塊及其應(yīng)用一個主機。③串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。④連接到相同總線的IC數(shù)量只受到總線最大電容(400pf)的限制。但如果在總線中加上82B715總線遠(yuǎn)程

6、驅(qū)動器可以把總線電容擴(kuò)展十倍，傳輸距離可增加到15m。2．IIC總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史從飛利浦公司提出IIC總線標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)在，IIC已經(jīng)發(fā)展了20幾個年頭。1992年P(guān)HILIPS首次發(fā)布IIC總線規(guī)范Version1.0并取得專利。1998年P(guān)HILIPS發(fā)布IIC總線規(guī)范Version2.0，至此，標(biāo)準(zhǔn)模式和快速模式的IIC總線已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)模式傳輸速率為100kbits/s，快速模式400kbits/s。同時，IIC總線也由7位尋址發(fā)展到10尋址，滿足了更大尋址空間的需求。隨著數(shù)據(jù)傳輸速率和應(yīng)用功能的

7、迅速增加，2001年P(guān)HILIPS又發(fā)布了IIC總線規(guī)范Version2.1，完善和擴(kuò)展了IIC總線的功能，并提出了傳輸速率可達(dá)3.4Mbit/s的高速模式，它使得IIC總線能夠支持現(xiàn)有以及將來的高速串行傳輸應(yīng)用，例如EEPROM和Flash存儲器等。目前，IIC總線己經(jīng)被大多數(shù)的芯片廠家所采用，比如世界上較為著名的有STMicroelectronics、TexasInstruments、Xicor、Intel、Maxim、Atmel、AnalogDevices、InfineonTechnologies等，II

8、C總線標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)屬于世界性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。IIC總線始終和先進(jìn)技術(shù)保持同步，但仍然保持向下兼容。相信隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，IIC總線將會有更廣泛的應(yīng)用。3．IIC總線的相關(guān)術(shù)語本書在介紹IIC總線過程中涉及到以下術(shù)語：①主機(主控器)：在IIC總線中，提供時鐘信號，對總線時序進(jìn)行控制的器件。主機負(fù)責(zé)總線上各個設(shè)備信息的傳輸控制，檢測并協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。主機對整個數(shù)據(jù)傳輸具有絕對的控制權(quán)，