i2c總線的尋址方法有哪些? - 全文

　　I2C總線的尋址方式

　　10位尋址和7 位尋址兼容，而且可以結(jié)合使用。

　　10位尋址采用了保留的1111XXX 作為起始條件（S）或重復(fù)起始條件（Sr ）后第一個字節(jié)的頭7 位。

　　10 位尋址不會影響已有的7 位尋址，有7 位和10 位地址的器件可以連接到相同的I2C 總線。它們都能用于標準模式（F/S）和高速模式（Hs）系統(tǒng)。

　　保留地址位1111XXX 有8 個組合，但是只有4 個組合11110XX 用于10 位尋址，剩下的4個組合11111XX 保留給后續(xù)增強的I2C 總線。

　　10 位從機地址是由在起始條件（S） 或重復(fù)起始條件（Sr ）后的頭兩個字節(jié)組成。

　　第一個字節(jié)的頭7 位是11110XX 的組合，其中最后兩位（XX） 是10 位地址的兩個最高位（MSB）。

　　第一個字節(jié)的第8 位是R/W 位，決定了傳輸?shù)姆较颍谝粋€字節(jié)的最低位是“0”表示主機將寫信息到選中的從機，“1 ”表示主機將向從機讀信息。

　　如果R/W 位是“0 ”，則第二個字節(jié)是10 位從機地址剩下的8 位；如果R/W 位是“1” 則下一個字節(jié)是從機發(fā)送給主機的數(shù)據(jù)。

　　I2C器件尋址

　　由于I2C上接有多個器件， 就存在器件尋址問題

　　I2C總線上傳送的數(shù)據(jù)信號是廣義的， 既包括地址信號， 又包括真正的數(shù)據(jù)信號

　　主機發(fā)出開始信號后， 發(fā)送一個從機地址（7位）， 第八位是數(shù)據(jù)方向位（R:1/W:0）

　　數(shù)據(jù)傳輸一般由主機產(chǎn)生結(jié)束信號，

　　但是當主機仍希望通信， 可以發(fā)出重復(fù)起始條件（Sr）和尋址另一個從機， 而不是產(chǎn)生一個停止條件

　　I2C尋址模式

　　I2C 每一位信號的時序流程，而 I2C 通信在字節(jié)級的傳輸中，也有固定的時序要求。I2C 通信的起始信號（Start）后，首先要發(fā)送一個從機的地址，這個地址一共有 7位，緊跟著的第 8 位是數(shù)據(jù)方向位（R/W），“0”表示接下來要發(fā)送數(shù)據(jù)（寫），‘“1”表示接下來是請求數(shù)據(jù)（讀）。

　　我們知道，打電話的時候，當撥通電話，接聽方撿起電話肯定要回一個“喂”，這就是告訴撥電話的人，這邊有人了。同理，這個第九位 ACK 實際上起到的就是這樣一個作用。當我們發(fā)送完了這 7 位地址和 1 位方向后，如果發(fā)送的這個地址確實存在，那么這個地址的器件應(yīng)該回應(yīng)一個 ACK（拉低 SDA 即輸出“0”），如果不存在，就沒“人”回應(yīng) ACK（SDA將保持高電平即“1”）。

　　那我們寫一個簡單的程序，訪問一下我們板子上的 EEPROM 的地址，另外再寫一個不存在的地址，看看它們是否能回一個 ACK，來了解和確認一下這個問題。

　　我們板子上的 EEPROM 器件型號是 24C02，在 24C02 的數(shù)據(jù)手冊 3.6 節(jié)中可查到，24C02的 7 位地址中，其中高 4 位是固定的 0b1010，而低 3 位的地址取決于具體電路的設(shè)計，由芯片上的 A2、A1、A0 這 3 個引腳的實際電平?jīng)Q定，來看一下我們的 24C02 的電路圖，它和24C01 的原理圖完全一樣，如圖 14-4 所示。

　　圖 14-4 24C02 原理圖

　　從圖 14-4 可以看出來，我們的 A2、A1、A0 都是接的 GND，也就是說都是 0，因此 24C02的 7 位地址實際上是二進制的 0b1010000，也就是 0x50。我們用 I2C 的協(xié)議來尋址 0x50，另外再尋址一個不存在的地址 0x62，尋址完畢后，把返回的 ACK 顯示到我們的 1602 液晶上，大家對比一下。

　　文件程序源代碼

　　我們把這個程序在 KST-51 開發(fā)板上運行完畢，會在液晶上邊顯示出來我們預(yù)想的結(jié)果，主機發(fā)送一個存在的從機地址，從機會回復(fù)一個應(yīng)答位，即應(yīng)答位為 0；主機如果發(fā)送一個不存在的從機地址，就沒有從機應(yīng)答，即應(yīng)答位為 1。

　　前面的章節(jié)中已經(jīng)提到利用庫函數(shù)_nop_（）可以進行精確延時，一個_nop_（）的時間就是一個機器周期，這個庫函數(shù)包含在 intrins.h 這個文件中，如果要使用這個庫函數(shù)，只需要在程序最開始，和包含 reg52.h 一樣，include《intrins.h》之后，程序中就可以使用這個庫函數(shù)了。

　　還有一點要提一下，I2C 通信分為低速模式 100kbit/s、快速模式 400kbit/s 和高速模式3.4Mbit/s。因為所有的 I2C 器件都支持低速，但卻未必支持另外兩種速度，所以作為通用的I2C 程序我們選擇 100k 這個速率來實現(xiàn)，也就是說實際程序產(chǎn)生的時序必須小于等于 100k的時序參數(shù)，很明顯也就是要求 SCL 的高低電平持續(xù)時間都不短于 5us，因此我們在時序函數(shù)中通過插入 I2CDelay（）這個總線延時函數(shù)（它實際上就是 4 個 NOP 指令，用 define 在文件開頭做了定義），加上改變 SCL 值語句本身占用的至少一個周期，來達到這個速度限制。如果以后需要提高速度，那么只需要減小這里的總線延時時間即可。

　　此外我們要學(xué)習(xí)一個發(fā)送數(shù)據(jù)的技巧，就是 I2C 通信時如何將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。大家注意函數(shù) I2CWrite 中，用的那個 for 循環(huán)的技巧。for （mask=0x80; mask！=0; mask》》=1），由于 I2C 通信是從高位開始發(fā)送數(shù)據(jù)，所以我們先從最高位開始，0x80 和 dat 進行按位與運算，從而得知 dat 第 7 位是 0 還是 1，然后右移一位，也就是變成了用 0x40 和 dat 按位與運算，得到第 6 位是 0 還是 1，一直到第 0 位結(jié)束，最終通過 if 語句，把 dat 的 8 位數(shù)據(jù)依次發(fā)送了出去。其它的邏輯大家對照前邊講到的理論知識，認真研究明白就可以了。