AVR單片機的TWI總線的原理及應(yīng)用

　　AVR系列的單片機內(nèi)部集成了TWI(Two-wire SerialInte rf ace)總線。該總線具有I2C總線的特點，即接線簡單，外部硬件只需兩個上拉電阻，使用時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA就可以將128個不同的設(shè)備互連到一起;而且支持主機和從機操作，器件可以工作于發(fā)送器模式或接收器模式，數(shù)據(jù)傳輸率高達400 kHz。正因為TWI總線具有這么多的優(yōu)點，因此受到了使用者的青睞。

　　由于該總線與傳統(tǒng)的I2C總線極其相似。因此不少人誤以為TWI總線就是I2C總線，其實這只是一種簡單化的理解。TWI總線是對I2C總線的繼承和發(fā)展。它定義了自已的功能模塊和寄存器，寄存器各位功能的定義與I2C總線并不相同;而且TWI總線引入了狀奩寄存器，使得TWI總線在操作和使用上比I2C總線更為靈活。在實際應(yīng)用上，由于大部分單片機內(nèi)部沒有集成I2C總線，因此單片機的控制是通過模擬I2C總線的時序來完成其操作的。

　　AVR系列的單片機內(nèi)部集成了TWI總線，而且其用法也比I2C更為靈活。本文結(jié)合一個實例對TWI總線的內(nèi)部模塊、工作時序和工作模式進行了詳細介紹，目的在于正確區(qū)分TWI總線和傳統(tǒng)的I2C總線，對如何正確使用TWI總線編程也具有現(xiàn)實的指導意義。

　　1 TWI內(nèi)部模塊

　　TWI內(nèi)部由總線接口單元、比特率發(fā)生器、地址匹配單元和控制單元等幾個子模塊組成，如罔1所示。圖中，SCL、SDA為MCU的TWI接口引腳。引腳的輸出驅(qū)動器包含一個波形斜率限制器以滿足TWI規(guī)范;引腳的輸入部分包含尖峰抑制單元，以去除小于50ns的毛刺。總線接口單元包括數(shù)據(jù)與地址寄存器TWDR、START/STOP控制器和總線仲裁判定硬件電路。比特率發(fā)生器單元用來控制TWI工作于主機模式時時鐘信號SCL的周期，具體由TWI狀態(tài)寄存器TWSR的預分頻系數(shù)以及比特率寄存器TWBR設(shè)定;當TWI工作于從機模式時，無需對比特率或預分頻進行設(shè)定。地址匹配單元將檢測從總線上接收到的地址是否與TWAR寄存器中的7位地址相匹配?？刂茊卧O(jiān)視TWI總線，根據(jù)TWI控制寄存器TWCR的設(shè)置作出相應(yīng)的響應(yīng)。

　　2 TWI的工作時序

　　TWT接口是面向字節(jié)和基于中斷的。所有的總線事件(例如接收到一個字節(jié)或發(fā)送一個START信號等)，都會產(chǎn)生一個TWI中斷。由于TWI接口是基于中斷的，因此TWI接口在字節(jié)發(fā)送和接收過程中，不需要應(yīng)用程序干預。TWCR寄存器的TWI中斷允許TWTE位和SREG寄存器的全局中斷允許一起決定應(yīng)用程序是否響應(yīng)TWINT標志位產(chǎn)生的中斷請求。如果TWIE被清零，則應(yīng)用程序只能采用輪詢TWINT標志位的方法來檢測TWI總線狀態(tài);如果TWINT標志位被置位，則表示TWI接口完成了當前的操作，等待應(yīng)用程序響應(yīng)。在這種情況下，TWI狀態(tài)寄存器TWSR包含了當前TWI總線的狀態(tài)值。應(yīng)用程序可讀取TWCR的狀態(tài)碼，判別此時的狀態(tài)碼是否正確，并通過設(shè)置TWCR與TWDR寄存器來決定下一個TWI總線周期TWI接口應(yīng)如何工作。典型的主機字節(jié)發(fā)送的工作時序如圖2所示。

　　3 TWI的工作模式

　　TWI可以工作于4種不同的模式，即主機發(fā)送模式(MT)、主機接收模式(MR)、從機發(fā)送模式(ST)和從機接收器模式(SR)。即使同一應(yīng)用程序也可以使用幾種模式。例如，TWI可用MT模式向TWI的EEPROM寫入數(shù)據(jù)，用MR模式從EEPROM讀取數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)中有其他主機存在，則它們可能給TWI發(fā)送數(shù)據(jù)，此時可以用SR模式。由應(yīng)用程序決定采用何種模式。由于在實際使用過程中，多使用主機發(fā)送模式，所以只對主機發(fā)送模式作詳細介紹，其它模式下格式和狀態(tài)可以依此類推。

　　在主機發(fā)送模式下，主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)。為了進入主機模式，必須先發(fā)送START信呼;緊接著的地址包格式?jīng)Q定是進入MT或MR模式。如果發(fā)送SLA+W，則進入MT模式;如果發(fā)送SLA+R，則進入MR模式。主機發(fā)送模式的格式和狀態(tài)如圖3所示。

　　4 TWI的編程實例

　　下面將通過一個具體的實例來說明如何在實際應(yīng)用中對TWl進行編程。本程序的主要功能是向PCA9554中寫入數(shù)據(jù)，若錯誤則返回一1;否則返回O。其中參數(shù)command為命令字節(jié)，data為要寫入的數(shù)據(jù)。

　　5 結(jié)論

　　AVR系列單片機內(nèi)部有可編程Flash，自帶EEPROM，支持JTAG接口片內(nèi)調(diào)試和對Flash、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程，因此成為眾多單片機芯片的首選。同時，AVR系列單片機內(nèi)部集成有TWI接口，彌補了其他型號單片機依靠時序模擬完成I2C芯片工作的缺陷。本文通過對TWI總線的詳細介紹，旨在介紹一種對TWI總線進行編程的方法，對TWI的正確使用具有現(xiàn)實的指導意義。

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2021-09-22 06:09:57

手把手教你學單片機之AVR入門視頻教程

與DS1302_手把手教你學單片機之AVR入門篇第09講 IIC總線與at24c02_手把手教你學單片機之AVR入門篇第10講 AVR單片機的ADC_手把手教你學單片機之AVR入門篇第11講液晶顯示模塊

2011-03-02 11:04:07

請問PIC單片機和AVR單片機是51內(nèi)核的嗎?

AVR單片機是什么內(nèi)核?STC51單片機和AT89S51的匯編語言一樣嗎?請問PIC單片機和AVR單片機是51內(nèi)核的嗎?

2021-11-02 08:52:51

請問PIC單片機和AVR單片機是51內(nèi)核的嗎？

AVR單片機是什么內(nèi)核？請問PIC單片機和AVR單片機是51內(nèi)核的嗎？STC51單片機和AT89S51的匯編語言一樣嗎？

2021-07-08 07:01:10

轉(zhuǎn)：AVR單片機學習筆記

給大家分享一位學長的單片機學習筆記，希望這70條小tips對大家有所幫助，一起學習，共同進步。1、AVR單片機采用RISC架構(gòu)，8051單片機采用CISC架構(gòu)。前者速度為后者的2~4倍，為流水線

2016-07-27 10:56:38

AVR單片機應(yīng)用設(shè)計 ,pdf

AVR單片機應(yīng)用設(shè)計:AVR單片機是美國ATMEL公司1997年推出的單片機系列。本書以其代表型號AT90S8535為主線，講述該系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、開發(fā)

2008-10-27 23:16:51

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AVR高速嵌入式單片機原理與應(yīng)用

AVR高速嵌入式單片機原理與應(yīng)用詳細介紹ATMEL公司開發(fā)的AVR高速嵌入式單片機的結(jié)構(gòu)；講述AVR單片機的開發(fā)工具，包括AVRStudio調(diào)試工具、單片機匯編器和AVR單片機串行下載實驗；學

2008-10-28 16:14:21

AVR單片機原理及應(yīng)用

AVR單片機原理及應(yīng)用在概述ATMEL公司開發(fā)的AT89系列、AT90系列、AT91M系列單片機之后，詳細介紹了AVR增強型RISC單片機的結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、90系列多種單片機、實用程序設(shè)計以及AVR單片

2009-04-22 09:29:36

基于AVR單片機的429總線測試儀的設(shè)計

本文采用常用的MAX232 等芯片設(shè)計了多速率429 總線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。在此基礎(chǔ)上，以AVR 單片機ATmega128 為核心，研制了一種手持式多速率429 總線測試儀。該測試儀具有功耗低，體積

2009-08-15 14:56:00

AVR單片機技術(shù)原理

AVR單片機技術(shù)原理 AVR單片機介紹　　單片機又稱單片微控制器，它是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上，概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。單片

2010-04-09 14:17:37

AVR系列單片機選型

AVR 單片機系列齊全，可適用于各種不同場合的要求。AVR 單片機有 3 個檔次:? 低檔Tiny 系列AVR 單片機: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等；?中檔AT90S系列AVR 單片機: 主要

2010-09-14 22:32:52

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如何防止AVR單片機假死

許多AVR使用者特別是AVR初學者,在使用AVR單片機的過程中,或多或少的都遇到過AVR單片機在設(shè)置熔絲位后突然不能使用的情況,筆者在最初使用AVR單片機的時候,也遇到過類似的情況.這個

2010-09-19 20:43:12

ARM和單片機AVR的區(qū)別

ARM和單片機AVR的區(qū)別 AVR單片機是ATMEL公司研制開發(fā)的一種新型單片機，它與51單片機

2006-04-23 14:10:24

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avr單片機復位電路

avr單片機復位電路 AVR復位電路的設(shè)計　　與傳統(tǒng)的51單片機相比，AVR單片機內(nèi)置復位電路，并且在熔絲位里，可以控制復位

2008-10-26 10:54:20

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AVR單片機的電源設(shè)計

AVR單片機的電源設(shè)計

2008-10-26 11:06:29

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AVR單片機I2C總線實驗

AVR單片機I2C總線實驗。 1、用24C02記錄CPU啟動次數(shù)，并在PB口上顯示出來。 2、內(nèi)部1 M晶振，程序采用單任務(wù)方式，軟件延時。 3、進行此實驗請插上JP1的

2010-06-30 11:27:16

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基于AVR單片機的CAN總線設(shè)計

CAN總線是幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。但是CAN總線開發(fā)需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)，如何在較短的時間內(nèi)開發(fā)出一套可靠性高、實時性好的CAN系統(tǒng)，成為眾多電子開發(fā)人員十分關(guān)注的問題。采用AVR單片機作為

2016-10-11 15:35:01

avr單片機用什么編程?avr單片機編程方式是什么

本節(jié)將詳細介紹AVR單片機的流行編程方式，并略述其工作原理，旨在讓AVR愛好者根據(jù)自己的需要選擇或制作恰當?shù)木幊坦ぞ?。下面我們一起來看?b class="flag-6" style="color: red">avr單片機編程方式講解。

2017-11-16 16:33:02

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為什么要選擇AVR單片機？

什么是AVR單片機?AVR單片機有什么優(yōu)點?為什么要選擇AVR單片機? AVR單片機是ATMEL公司研制開發(fā)的一種新型單片機，它與51單片機、PIC單片機相比具有一系列的優(yōu)點： 1：在相同的系統(tǒng)時鐘

2018-02-12 04:31:00

1581

基于AVR單片機的TWI總線原理分析（下）

AVR單片機片內(nèi)TWI總線的原理和使用

2018-07-04 10:51:00

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AVR單片機：關(guān)于片內(nèi)TWI總線的原理和使用介紹（1）

AVR單片機片內(nèi)TWI總線的原理和使用

2018-07-11 00:27:00

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AVR單片機的TWI總線的原理是怎樣的有什么樣的應(yīng)用

在簡要對比TWI 總線與I2C 總線的基礎(chǔ)上，詳細介紹TWI 總線的內(nèi)部模塊、工作時序和工作模式，并給出一個編程實例加以說明，對TWI 總線和傳統(tǒng)的I2C 總線的正確區(qū)分及使用具有現(xiàn)實的指導意義。

2018-10-26 14:34:39

AVR單片機結(jié)構(gòu)和匯編語言簡析

框內(nèi)AVR CPU的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，右圖是AVR單片機內(nèi)核結(jié)構(gòu)的方框圖，可以看出AVR單片機的數(shù)據(jù)總線（CPU字長）是8位的，也就說它是8位單片機。 AVR采用了Harvard結(jié)構(gòu)，具有獨立的數(shù)據(jù)和程序總線，CPU在執(zhí)行一條指令的同時，就將PC中指定的下一條指令取出，構(gòu)成了一級流水線

2018-12-03 17:37:01

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