1.IIC接口原理

內(nèi)部集成電路總線(Inter Integrated Circuit BUS, IIC BUS)，用于連接控制器及其外圍設(shè)備。是具備總線仲裁和高地速設(shè)備同步等功能的高性能多主機(jī)總線。直接用導(dǎo)線連接設(shè)備，通信時(shí)無需片選信號。

IIC總線有如下操作模式：主發(fā)送模式、主接受模式、從發(fā)送模式、從接受模式。

2.通用傳輸過程及格式

起始條件：當(dāng)IIC接口處于從模式時(shí)，要想數(shù)據(jù)傳輸，必須檢測SDA線上的起始條件，起始條件由主器件產(chǎn)生。當(dāng)SCL信號為高時(shí)，SDA產(chǎn)生一個(gè)由高變低的電平變化，即產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號。當(dāng)IIC總線上產(chǎn)生了啟動(dòng)信號后，這條總線就被發(fā)出起始信號的主器件占用了，變成"忙"狀態(tài)。

停止條件：在SCL信號為高時(shí)，SDA產(chǎn)生一個(gè)由低變高的電平變化處，產(chǎn)生了一個(gè)停止信號。停止條件也由主器件產(chǎn)生，作用是停止與某個(gè)從器件之間的數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)IIC總線上產(chǎn)生了一個(gè)停止條件，那么在幾個(gè)時(shí)鐘周期之后總線就被釋放，變成"閑"狀態(tài)。

當(dāng)主器件送出一個(gè)起始條件，它還會(huì)立即送出一個(gè)從地址，來通知將與它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的從器件。1個(gè)字節(jié)的地址包括7位的地址信息和一位的傳輸方向的指示位，如果第7位為0，表示馬上要進(jìn)行寫操作;如果為1，表示馬上要進(jìn)行讀操作。

數(shù)據(jù)傳輸格式：SDA線上傳輸?shù)拿總�(gè)字節(jié)長度都是8位，每次傳輸中字節(jié)的數(shù)量是沒有限制的，在起始條件后面的第一個(gè)字節(jié)是地址域，之后每個(gè)傳輸?shù)淖止?jié)后面都有一個(gè)應(yīng)答(ACK)位(即一幀共有9位)。傳輸中串行數(shù)據(jù)的MSB(字節(jié)的高位首先發(fā)送)。

應(yīng)答信號：為了完成1個(gè)字節(jié)的傳輸操作，接收器應(yīng)該在接受完1個(gè)字節(jié)之后發(fā)送ACK位到發(fā)送器，告訴發(fā)送器收到這個(gè)字節(jié)。ACK脈沖信號在SCL線上第9個(gè)時(shí)鐘處發(fā)出(前面8個(gè)時(shí)鐘完成1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸，SCL上的時(shí)鐘都是由主器件產(chǎn)生的)。當(dāng)發(fā)送器要接受ACK脈沖時(shí)，應(yīng)該釋放SDA信號線，即將SDA置高。接收器在接收完前面8位數(shù)據(jù)后，將SDA拉低。發(fā)送器探測到SDA為低，就認(rèn)為接收器成功接收了前面的8位數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)傳輸過程

開始：主設(shè)備產(chǎn)生啟動(dòng)信號，標(biāo)明數(shù)據(jù)傳輸開始。

地址：主設(shè)備發(fā)送地址信息，包含7位的從設(shè)備地址和1位的數(shù)據(jù)方向指示位(讀或?qū)懳唬�表示�?shù)據(jù)流的方向)。

數(shù)據(jù)：根據(jù)指示位，數(shù)據(jù)在主設(shè)備和從設(shè)備之間進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)一般以8位傳輸，MSB先傳;具體能傳輸多少量的數(shù)據(jù)并沒有限制。接收器產(chǎn)生1位的ACK(應(yīng)答信號)表明收到了每個(gè)字節(jié)。傳輸過程可以被中止和重新開始。

停止：主設(shè)備產(chǎn)生停止信號，結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸。

4.總線競爭的仲裁

IIC總線上可以掛載多個(gè)器件，有時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線的情況。IIC總線具有多主控能力，可對發(fā)生在SDA線上的總線競爭進(jìn)行仲裁。

仲裁原則：當(dāng)多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，而另一個(gè)主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時(shí)SDA總線電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出級。

總線競爭的仲裁在兩個(gè)層次上進(jìn)行：首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個(gè)從器件，則進(jìn)入數(shù)據(jù)位比較，從而確保競爭仲裁的可靠性。由于是利用IIC總線上的信息進(jìn)行仲裁，不會(huì)造成信息的丟失。