嵌入式開發中i2c協議是怎麼玩的?波形

2022-09-16 02:57:11 字數 1834 閱讀 3754

對於嵌入式開發的朋友來說,i2c協議實在是再熟悉不過了,有太多的器件,採用的都是通過i2c來進行相應的設定。今天,我們就隨便聊聊這個i2c協議。

i2c協議中最重要的一點是i2c位址。這個位址有7位和10位兩種形式。7位能夠表示127個位址,而在實際使用中基本上不會掛載如此多的設定,所以很多裝置的位址都採用7位,所以本文接下來的說明都是基於此。

i2c還有乙個很重要的概念,就是「主—從」。對於從裝置來說,它是啥都不幹的,更不會自動傳送資料;而主裝置,則是起到控制作用,一切都是從它開始。

除了gnd以外,i2c有兩根線,分別是sda和scl,所有的裝置都是接到這兩根線上。那麼,這些裝置如何知道資料是傳送給它們呢?這就得依靠前面所說到的位址了。裝置i2c的位址是固定的,比如0x50,0x60等等。因為只能有127個位址,位址衝突是很常見的,所以一般裝置都會有乙個位址選擇pin,比如拉高時候為0x50,接地為0x60。如果無論拉高還是接地,都和別的晶元有衝突,那該怎麼辦呢?答案是:涼拌,沒辦法。遇到這種情況,只能換晶元了。

我們來看i2c協議中的資料傳輸時序圖:

scl是時鐘,sda承載的是資料。當sda從1變動到0,而scl還是1時,表示開始資料傳輸。接下來的7位,就是裝置的位址。緊接著的是讀寫標誌,其為1時是讀取,為0則是寫。如果i2c匯流排上存在著和請求的位址相對應的裝置,則從裝置會傳送乙個ack訊號通知主裝置,初中英語補習班

可以傳送資料了。接到ack訊號後,主裝置則傳送乙個8位的資料。當傳輸完畢之後,scl保持為1,sda從0變換到1時,標明傳輸結束。

從這個時序圖中可以看到,scl很重要,並且哪個時鐘沿是幹嘛的,都是確定好的。比如,前面7個必定是位址,第8個是讀寫標誌,資料傳輸必須是8位,必須接個ack訊號等等。

前面的時序圖並沒有標明資料傳輸的方向,我們現在看看寫操作的資料流向:

網格的是主裝置傳送的,白色格仔是從裝置傳送的。從圖示中可以看到,對於寫操作,從裝置都只是傳送ack進行確認而已。

而讀操作的資料流向,就有所不同,如圖:

這時候,從裝置除了傳送ack以外,緊跟著的還有資料。

我們用示波器來檢視波形圖,以便於理解。

將示波器的x和y分別接到sda和scl,得到波形並分析如圖:

從圖中可知時序如下:

從圖中可知,縱向一格是200mv,則sda和scl的電平大概就是350mv;托福寫作機經

由於訊號筆上設定了訊號x10,因此實際電平應該大概是3.5v(理論上應該是3.3v)。橫向一格是25us,10個時鐘週期大概用了4格,即4x25us=100us,平均每個時鐘週期是10us,可算出傳輸頻率為1/10us=100,000/s,即100k bps。

既有讀又有寫的波形圖:

i2c是由2根線進行操作的,乙個是主控時序scl,另一根主控資料sda

對於操作主要分成讀寫,讀寫的兩個操作有部分是相似的

而時序的操作主要分為:start,data,ack,stop,noack

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