音频视频专用协议之I2C总线协议

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在视频和音频领域,也同样存在着智能化的协议控制。这方面,我们主要为大家介绍的就是I2C总线协议的相关原理。希望通过这个文章的内容,能让大家多了解一些这方面的知识。

自从计算机和网络的使用,在很大程度上改变了我们的世界。到目前为止,芯片,也就是硬件设备智能的大脑在越来越多的领域中应用和发展。那么作为它的思维——协议来说也是存在着很多的变化。那么我们接下来就将为大家介绍一下有关于音频和视频设备的I2C总线协议进行一个介绍。

I2C总线定义

I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代,最初为音频和视频设备开发,如今主要在服务器管理中使用,其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询,以管理系统的配置或掌握组件的功能状态,如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数,增加了系统的安全性,方便了管理。

I2C总线特点

I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上,因此I2C总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺,并且能够以10Kbps的***传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是,它支持多主控(multimastering), 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然,在任何时间点上只能有一个主控。

总线的构成及信号类型

I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,***传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上,但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作,所以每个电路和模块都有唯一的地址,在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器(或被控器),又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分,地址码用来选址,即接通需要控制的电路,确定控制的种类;控制量决定该调整的类别(如对比度、亮度等)及需要调整的量。这样,各控制电路虽然挂在同一条总线上,却彼此独立,互不相关。

I2C总线协议规定在传送数据过程中共有三种类型信号, 它们分别是:开始信号、结束信号和应答信号。

开始信号:SCL为高电平时,SDA由高电平向低电平跳变,开始传送数据。

结束信号:SCL为高电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。

应答信号:接收数据的IC在接收到8bit数据后,向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后,等待受控单元发出一个应答信号,CPU接收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。

这些信号中,起始信号是必需的,结束信号和应答信号,都可以不要。

目前有很多半导体集成电路上都集成了I2C接口。带有I2C接口的单片机有:CYGNAL的 C8051F0XX系列,PHILIPSP87LPC7XX系列,MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供I2C接口

I2C 总线是一种用于IC器件之间连接的双向二线制总线,所谓总线它上面可以挂多个器件,并且通过两根线连接,占用空间非常的小,总线的长度可长达25英尺,并且能够以10Kbps的***传输速率支持4个组件。它的另一优点是多主控,只要能够进行接收和发送的设备都可以成为主控制器,当然多个主控不能同一时间 工作。

I2C总线有两根信号线,一根为SDA(数据线),一根为SCL(时钟线)。任何时候时钟信号都是由主控器件产生。

I2C总线协议的操作

I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上,则定义为发送器,器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。 总线必须由主器件(通常为微控制器)控制,主器件产生串行时钟(SCL)控制总线的传输方向,并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变,SCL为高电平的期间,SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。

控制字节

在起始条件之后,必须是器件的控制字节,其中高四位为器件类型识别符(不同的芯片类型有不同的定义,EEPROM一般应为1010),接着三位为片选,***一位为读写位,当为1时为读操作,为0时为写操作。

写操作

写操作分为字节写和页面写两种操作,对于页面写根据芯片的一次装载的字节不同有所不同。
 
读操作

读操作有三种基本操作:当前地址读、随机读和顺序读。图4给出的是顺序读的时序图。应当注意的是:***一个读操作的第9个时钟周期不是“不关心”。为了结束读操作,主机必须在第9个周期间发出停止条件或者在第9个时钟周期内保持SDA为高电平、然后发出停止条件。

责任编辑:佟健 来源: csdn.net
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