1、IIC總線協(xié)議簡(jiǎn)介,CIG DVT5 KouZhi 2016-9-8,目錄(Outline),一、什么是IIC？ 二、IIC總線傳輸協(xié)議 數(shù)據(jù)的有效性 起始和停止條件 數(shù)據(jù)的傳輸 數(shù)據(jù)傳輸格式 7位尋址 F/S模式I2C總線線路的時(shí)序特性 三、實(shí)際IIC波形量測(cè)分析 基本注意事項(xiàng)Highlight 舉例-光耦的IIC波形測(cè)試,I2C（InterIntegrated Circuit）總線是由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。通

2、過(guò)串行數(shù)據(jù)（SDA）線和串行時(shí)鐘 （SCL）線在連接到總線的器件間傳遞信息。每個(gè)器件都有一個(gè)唯一的地址識(shí)別（無(wú)論是微控制器MCU、LCD 驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器或鍵盤(pán)接口），而且都可以作為一個(gè)發(fā)送器或接收器（由器件的功能決定）。LCD 驅(qū)動(dòng)器只能作為接收器，而存儲(chǔ)器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據(jù)。除了發(fā)送器和接收器外，器件在執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)也可以被看作是主機(jī)或從機(jī)（見(jiàn)表一）。主機(jī)是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r(shí)鐘信號(hào)的器件。此時(shí)，任何被尋址的器件都被認(rèn)為是從機(jī)。I2C 總線上數(shù)據(jù)的傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s 在快速模式下可達(dá)400kbit/s 在高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。,什

3、么是IIC？,表一：I2C 總線術(shù)語(yǔ)的定義,IIC總線傳輸協(xié)議,1.數(shù)據(jù)的有效性： SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定的高或低電平狀態(tài)，只有在SCL 線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。(見(jiàn)下圖),2.起始和停止條件： 當(dāng)SCL 高電平時(shí)，SDA 線從高電平向低電平切換這個(gè)情況表示起始條件； 當(dāng)SCL 是高電平時(shí)，SDA 線由低電平向高電平切換表示停止條件。(見(jiàn)下圖) 起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生，總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)，在停止條件的某段時(shí)間后總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。,3.數(shù)據(jù)的傳輸： 1發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制，每

4、個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位MSB。 2數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平(見(jiàn)下圖) 當(dāng)從機(jī)不能響應(yīng)從機(jī)地址時(shí),(例如它正在執(zhí)行一些實(shí)時(shí)函數(shù)不能接收或發(fā)送),從機(jī)必須使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)然后產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開(kāi)始新的傳輸。,3下圖為IIC總線的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程,1主機(jī)發(fā)送到從機(jī),2在第一個(gè)字節(jié)后主機(jī)立即讀從機(jī),3復(fù)合格式,6.F/S模式I2C總線線路的時(shí)序特性： 1I2C 總線的時(shí)序特性、總線線路電容和噪聲容限見(jiàn)下表；,2I2C總線的時(shí)序定義見(jiàn)下圖：,實(shí)際IIC波形量

5、測(cè)分析,1.基本注意事項(xiàng)Highlight,注意量測(cè)波形SCL第一個(gè)字節(jié)第8位對(duì)應(yīng)SDA的電平高低-(高讀低寫(xiě))，并分析該讀寫(xiě)位是否是你想要的； 波形需在接收端器件末端測(cè)試； 板子上可能有不同的地(GND、GNDS、GNDP、GNDE等)，示波器量測(cè)時(shí)需選對(duì)參考地； SDA是雙向信號(hào)；SCL是由主機(jī)發(fā)送的單向信號(hào)，所以在主控芯片端測(cè)讀回來(lái)的信號(hào)一般只care SDA的信號(hào)質(zhì)量和時(shí)序，SCL只作為參考； 通過(guò)串口發(fā)送命令，抓出的波形需嚴(yán)格匹配命令中地址位，如果波形的地址和命令中不一致，則視為無(wú)效波形。,2.舉例-光耦的IIC波形測(cè)試,CPLD,SDA,SCL,光耦1,POE,光耦2,SDA,SCL,SDA,SCL,SDA,SCL,1光耦:光電隔離耦合，單向傳輸。 由于我們PCB板子上POE把I2C信號(hào)分開(kāi)了，所以需要兩個(gè)高速光耦，注意要區(qū)分地(在CPLD端為P3V3,參考地為GND;在POE端是P48V,參考地為-48V GNDS)。 2光耦信號(hào)傳輸模型如下：,測(cè)試點(diǎn)(寫(xiě))