詳解嵌入式開(kāi)發(fā)中的I2C總線(xiàn)

硬盤(pán)、U盤(pán)等這些設(shè)備中都有一個(gè)“掉電保存”的器件，他們的特點(diǎn)就是沒(méi)電了之后，存在他們上面的信息不會(huì)丟失，就像人的大腦，有記憶功能。在工業(yè)領(lǐng)域也非常常見(jiàn)這種器件，一般有EEPROM和FLASH。它倆共同點(diǎn)是可讀可寫(xiě)，斷電保存。

不同點(diǎn)是EEPROM寫(xiě)之前不用擦除，而FLASH寫(xiě)之前一定要擦除，否則寫(xiě)不成功;EEPROM一般都使用I2C總線(xiàn)來(lái)通信，而FLASH一般是使用SPI總線(xiàn)。相關(guān)文章:EEPROM和Flash這樣講，我早就懂了。

EEPROM存儲(chǔ)器系統(tǒng)架構(gòu)圖如下。

位傳輸

I2C總線(xiàn)是由飛利浦(Philips)公司開(kāi)發(fā)的一種雙向二線(xiàn)制同步串行總線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)有效的IC間的控制，它只需要兩根線(xiàn)(SDA和SCL)即可在連接于總線(xiàn)上的器件之間傳送信息。

I2C總線(xiàn)在傳輸數(shù)據(jù)都是按照bit來(lái)傳送。SCL為時(shí)鐘線(xiàn)，SDA為數(shù)據(jù)線(xiàn);在SCL時(shí)鐘線(xiàn)為高電平時(shí)，SDA數(shù)據(jù)線(xiàn)上的電平不允許被修改，SCL時(shí)鐘線(xiàn)為低電平時(shí)，SDA數(shù)據(jù)線(xiàn)上的電平可為高/低。I2C總線(xiàn)的位傳輸，如下圖所示。

起始條件：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平切換;表示開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。

停止條件：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變;表示結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。

空閑條件：I2C總線(xiàn)的SDA和SCL兩條信號(hào)線(xiàn)同時(shí)處于高電平時(shí);表示空閑狀態(tài)。

數(shù)據(jù)傳輸

字節(jié)傳輸

發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由主機(jī)先發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)，再將SDA信號(hào)切換為輸出模式，然后將8位數(shù)據(jù)依次由高到低發(fā)送出去。

發(fā)送完成后，主機(jī)將SDA信號(hào)切換為輸入模式，等待叢機(jī)回應(yīng)ACK或NAK;再發(fā)下一筆數(shù)據(jù)。I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸示意圖如下。

叢機(jī)地址

在I2C總線(xiàn)系統(tǒng)中，每個(gè)設(shè)備都有它的固定地址，一般由芯片的A0,A1和A2決定。叢機(jī)地址字節(jié)由七位地址位(D7-D1位)和一位方向位(為D0位)組成。

器件地址的D7-D4一般都是被廠家固定了為1111，余下的D3，D2和D1連接到芯片的A2，A1和A0決定;D0為0x00表示寫(xiě)，D0為0x01表示讀。大家看例程都是些0xA0和0xA1就是這個(gè)原因。EEPROM的器件地址示意圖如下。

讀寫(xiě)過(guò)程

寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)停止信號(hào)，防止總線(xiàn)忙寫(xiě)數(shù)據(jù)失敗

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)復(fù)位信號(hào)，確保寫(xiě)數(shù)據(jù)之前總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)開(kāi)始信號(hào)，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)的寫(xiě)入

主機(jī)發(fā)送I2C叢機(jī)地址和寫(xiě)模式(W/R=0)信號(hào)，并且等待一個(gè)叢機(jī)的應(yīng)答信號(hào)

主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號(hào)后，開(kāi)始多個(gè)字節(jié)的寫(xiě)入，每寫(xiě)完一個(gè)字節(jié)需要等待一個(gè)叢機(jī)的應(yīng)答信號(hào)

主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號(hào)后，發(fā)送2IC總線(xiàn)停止信號(hào)，確?？偩€(xiàn)處于空閑狀態(tài)

讀數(shù)據(jù)過(guò)程

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)停止信號(hào)，防止總線(xiàn)忙寫(xiě)數(shù)據(jù)失敗

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)復(fù)位信號(hào)，確保讀數(shù)據(jù)之前總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)

主機(jī)發(fā)送I2C總線(xiàn)開(kāi)始信號(hào)，啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)讀取

主機(jī)發(fā)送I2C叢機(jī)地址和讀模式(W/R=1)信號(hào)，并且等待一個(gè)叢機(jī)的應(yīng)答信號(hào)

主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號(hào)后，開(kāi)始多個(gè)字節(jié)的讀取，每讀完一個(gè)字節(jié)需要給叢機(jī)發(fā)送一個(gè)ACK應(yīng)答信號(hào)

主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號(hào)后，發(fā)送I2C總線(xiàn)停止信號(hào)，確保總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)

總結(jié)

I2C總線(xiàn)在嵌入式開(kāi)發(fā)中應(yīng)用中非常廣泛，基本上所有的電力電子設(shè)備都會(huì)用到這個(gè)總線(xiàn)?？偩€(xiàn)相關(guān)文章:總結(jié)電子工程師常用的總線(xiàn)。

審核編輯：湯梓紅

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2017-06-27 11:55:50

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c語(yǔ)言嵌入式系統(tǒng)編程技巧Let’s understand what’s an Embedded Development? 讓我們了解什么是嵌入式開(kāi)發(fā)？ Development

2021-12-15 08:26:57

嵌入式開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品流程是怎樣的？

嵌入式開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品流程是怎樣的？

2022-02-14 06:46:51

嵌入式開(kāi)發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

一.嵌入式開(kāi)發(fā)概述：嵌入式：在已有硬件上移植操作系統(tǒng)，解決軟硬件耦合度高導(dǎo)致的問(wèn)題。（打個(gè)比方：軟件的實(shí)現(xiàn)是為了調(diào)用open()函數(shù)，那么嵌入式開(kāi)發(fā)就是在操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)open()函數(shù)對(duì)硬件的調(diào)用

2021-11-08 07:42:13

嵌入式開(kāi)發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)？

學(xué)習(xí)筆記一：嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)：C語(yǔ)言+單片機(jī)（硬件的工作原理）1、嵌入式技術(shù)是什么？嵌入式軟件與非嵌入式軟件的區(qū)別？嵌入式開(kāi)發(fā)與單片機(jī)開(kāi)發(fā)的區(qū)別？嵌入式開(kāi)發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)？嵌入式技術(shù)是以應(yīng)用為

2021-11-08 06:13:44

嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么

[td]　最近遇到很多處于迷茫中的新手，在糾結(jié)要不要去學(xué)嵌入式，主要問(wèn)題在于嵌入式的門(mén)檻非常高，經(jīng)驗(yàn)少、或者非電子專(zhuān)業(yè)投身嵌入式行業(yè)能否發(fā)展下去?，F(xiàn)在嵌入式開(kāi)發(fā)行業(yè)的確發(fā)展很好，大多數(shù)從業(yè)者都是

2021-01-18 06:36:18

嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么?

?！　?b class="flag-6" style="color: red">2.了解C語(yǔ)言，C語(yǔ)言是嵌入式開(kāi)發(fā)中最重要的編程語(yǔ)言，對(duì)著部分內(nèi)容不僅要會(huì)寫(xiě)程序，還要看得懂他人寫(xiě)的程序?！　?.學(xué)會(huì)shell編程，shell幾乎可以作為一個(gè)入門(mén)語(yǔ)言來(lái)學(xué)習(xí)，最基本的是能夠看得懂

2017-09-06 16:21:42

嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹

學(xué)院嵌入式開(kāi)發(fā)講師在這里介紹嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)，希望對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)容不了解的讀者可以有所幫助。嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容 嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹：　　1、C語(yǔ)言是所有編程語(yǔ)言中的強(qiáng)者，單片機(jī)、DSP

2017-07-27 09:49:52

嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹

客學(xué)院嵌入式開(kāi)發(fā)講師在這里介紹嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)，希望對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)容不了解的讀者可以有所幫助。嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容 嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹：　　1、C語(yǔ)言是所有編程語(yǔ)言中的強(qiáng)者，單片機(jī)

2017-06-30 10:07:24

嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹

，創(chuàng)客學(xué)院嵌入式開(kāi)發(fā)講師在這里介紹嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)，希望對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)容不了解的讀者可以有所幫助。　　嵌入式開(kāi)發(fā)要學(xué)什么內(nèi)容 嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)路線(xiàn)介紹：　　1、C語(yǔ)言是所有編程語(yǔ)言中的強(qiáng)者

2017-03-01 10:13:32

嵌入式開(kāi)發(fā)：你是如何理解嵌入式c編程的

本期的嵌入式開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)將和大家討論什么是嵌入式c編程，你是如何理解嵌入式c編程的。在上個(gè)篇章我們有簡(jiǎn)單介紹了什么是嵌入式系統(tǒng)的官方定義以及其發(fā)展的階段？如對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)感興趣的童鞋不妨接著往下看。一

2017-07-25 10:25:17

ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解

大量讀者好評(píng)的“Linux典藏大系”中的《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解》的第2版?！禠inux典藏大系：ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解（第2版）》由淺入深，全面、系統(tǒng)地介紹了基于ARM

2018-09-14 08:57:17

Linux下嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境有哪些？

做Linux嵌入式系統(tǒng)的對(duì)常見(jiàn)的幾種嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境一定不會(huì)默生，由于主要接觸網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)品的一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此，將可能用到的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)要總結(jié)一下

2019-10-29 08:05:47

MSP430的I2C總線(xiàn)問(wèn)題解決方法

搞過(guò)嵌入式開(kāi)發(fā)的程序員一定知道有I2C總線(xiàn)，手機(jī)和電視中的主要串行技術(shù)，通過(guò)兩條線(xiàn)SDA,SCL解決總線(xiàn)傳輸，地址區(qū)分和熱插拔問(wèn)題的技術(shù)。

2019-08-08 06:12:21

VScode嵌入式開(kāi)發(fā)之ESP8266詳解

VScode嵌入式開(kāi)發(fā)之ESP32以及ESP8266入門(mén)1.適用與有部分C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)者或者學(xué)生學(xué)習(xí)ESP系列的開(kāi)發(fā)入門(mén)2.ESP多種框架在VScode、PlatfromIO下的開(kāi)發(fā)入門(mén)演示 VScode嵌入式開(kāi)發(fā)之ESP入門(mén)VScode嵌入式開(kāi)發(fā)之ESP32以及ESP8266入門(mén)：跳轉(zhuǎn)B站觀看...

2021-11-08 06:12:40