第９卷第９期 ２０１０年９月 软件导刊 ＳｏｆｔｗａｒｅＧｕｉｄｅ ＶＯ１．９ Ｎｏ．９ Ｓｅｏ．２０１０ 基于ＡＲＭ７ＴＤＭＩ模拟微控制器的Ｉ２Ｃ接口应用 熊书来 （福建星网锐捷网络有限公司网络研究院，福建福州３５０００２） 摘 要：阐明了Ｉ２Ｃ总线的特性，以基于ＡＲＭ７ＴＤＭＩ体系结构的新型ＡＤｐ￣Ｃ７０２ｘ系列ＭｉｃｒｏＣｏｎｖｅｒｔｅｒ ＡＤｔ￣Ｃ７０２０为 例，介绍内带Ｉ２Ｃ接口的ＭＣＵ的从设备设计要点和方法。 关键词：Ｉ２Ｃ；ＡＲＭ７ＴＤＭＩ；ＡＤｐ，Ｃ７０２ｘ 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７８００（２０１０）０９—０１２６—０２ 当连接一个以上的微控制器到ＩｚＣ总线时，可能会存在超 １ ＩｚＣ总线概述 １．１ Ｉ２Ｃ总线构成 Ｉ℃是Ｉｎｔｅｒ—Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ的缩写．开发之前的初始目 过一个主机可以同时尝试初始化传输数据。为了避免由此产生 混乱，Ｉ２Ｃ总线提出一个仲裁过程，在实际工作中它依靠线与总 线接口到Ｉ２Ｃ总线。在这种工作环境下，如果两个或多个主机 的是为了保证电路板上ＩＣ之间的通信，它是由Ｐｈｉｌｉｐｓ在１９８０ 年开发的双向两线式串联汇流排。因此具有ＦＣ的元件只要有 同时发送信息到总线，在其他主机都产生信号“０”的情况下， 首先产生一个…１’的主机将丢失仲裁。仲裁时的时钟信号是用 线与连接到ＳＣＬ线的主机产生的时钟的同步结合。 在Ｉ２Ｃ总线上产生时钟信号通常是主机器件的责任，当在 两根线就能够实现相互资料互传．这种结构比平行结构的安全 性和可靠性更好。而且可以节省成本。 在Ｉ２Ｃ两根线中，一根用于产生时钟脉冲，名为ＳＣＬ，另外 一总线上传输数据时每个主机产生自己的时钟信号。主机发出的 总线时钟信号只有在以下的情况才能被改变：慢速的从机器件 控制时钟线并延长时钟信号．或者在发生仲裁时被另一个主机 改变。 １．４ ＰＣ总线电平兼容 根用于资料传输，名为ＳＤＡ，每个Ｉ２Ｃ器件都有一个唯一的 地址，而且可以是单接收的器件（例如：ＬＣＤ驱动器）或者可以 接收也可以发送的器件（例如：存储器）。发送器或接收器可以 在主模式或从模式下操作．这取决于芯片是否必须启动数据的 传输还是仅仅被寻址。ＦＣ是一个多主总线，即它可以由多个连 接的器件控制。早期的Ｉ℃总线数据传输速率最高为１００Ｋｂｉｔｓ／ Ｓ，采用７位寻址。但是由于数据传输速率和应用功能的迅速增 加，Ｉ２Ｃ总线也增强为快速模式（４００Ｋｂｉｔｓ／ｓ）和１Ｏ位寻址以满 Ｉ２Ｃ总线器件的电气规范和连接到它们的总线线路特性如 下：它有１．５Ｖ和３Ｖ固定输入电平．Ｉ２Ｃ总线器件每个都有它 们自己相应的电源电压上拉电阻，此电阻必须连接到一个５Ｖ ＋一１０％的电源。输入电平连接到ＶＤＤ的Ｉ２Ｃ总线器件必须有 １条公共的电源线连接到上拉电阻。当有固定输入电平的器件 足更高速度和更大寻址空间的需求。 １．２ Ｉ２Ｃ总线上数据传输的过程 与输入电平连接到ＶＤＤ的器件混合使用时．后者必须连接到 １条公共的５Ｖ＋一１０％电源线，而且必须连接上拉电阻到ＳＤＡ 和ＳＣＬ管脚 Ｉ２Ｃ总线是一个多主机的总线，这就是说可以连接多于一 个能控制总线的器件到总线。由于主机通常是微控制器，让我 们考虑以下数据在两个连接到Ｉ℃总线的微控制器之间传输 的情况。这突出了Ｉ２Ｃ总线的主机一从机和接收器——发送器 通过使用双向电平转换器，可以将电源电压和逻辑电平不 同的两部分Ｉ２Ｃ总线连接起来。“低电压”部分有上拉电阻，而 且器件连接到３．３Ｖ的电源电压：”高电平”部分有上拉电阻，器 件连接到５Ｖ电源电压。两部分的器件都有与逻辑输人电平相 关的电源电压和开漏输出配置的Ｉ／０。 的关系。应当注意的是这些关系不是持久的，是由当时数据传 输的方向决定。 １．３ Ｉ Ｃ总线仲裁 作者简介：熊书来（１９７７一），男，福建福州人，福建星网锐捷网络有限公司网络研究院系统设计主管，研究方向为单片机及Ｉ℃。 第９期 熊书来：基于ＡＲＭ７ＴＤＭＩ模拟微控制器的Ｉ２Ｃ接口应用 ・１２７・ 每条总线线路的电平转换器是相同的， 而且由一个分立的Ｎ通道增强型ＭＯＳ—ＦＥＴ 管、串行数据线ＳＤＡ的ＴＲ１和串行时钟线 ＳＣＬ的ＴＲ２组成。门极ｇ要连接到最电源电 压ＶＤＤ１。源极ｓ连接到“低电压”部分的总 线线路，而漏极ｄ则连接到“高电压”部分的 总线线路。 ２ ＡＲＭ７ＴＤＭＩ简介 图１ ＰＣ中断服务程序处理流程 置Ｉ２Ｃ器件地址ＩＤ号。 当总线上产生起始信号，并接收到第一个字节后，设备把 收到的高７位地址和寄存器Ｉ２ＣｘＩＤ０～Ｉ２ＣｘＩＤ３中的器件地址进 行比较，看是否匹配，如果匹配，则自动产生ＡＣＫ信号，同时设 置对应的Ｉ２ＣＸＳＳＴＡ状态，标识具体是哪个地址被主机寻址。设 备继续判断第８位（Ｒ／Ｗ），如果为‘０’，设备将进入接收器模 式，如果为‘１’，设备将进入发送器模式。 如果设备处于接收器状态，在数据传输的第９个时钟 （ＡＣＫ）之后．设备把接收到的数据放人数据寄存器中并设置一 个状态位：如果使用了相应的中断，则将由该状态位产生一个 中断标志，程序指针也将指向中断入口地址（可以是ＦＩＱ也可 以是ＩＲＱ），由程序调用对应的中断服务程序进行处理。同样， 程序也可以通过查询的方式来完成这些工作。 如果设备处于发送器状态，在数据传输的第９个时钟之后 的一个时钟脉冲之内，程序应该把主机需要读取的数据放到发 送寄存器．该段程序执行所需要的时间，决定了设备支持的Ｉ２Ｃ 访问速率 值得注意的是，ＡＣＫ信号产生在进入中断之前，也就是说 由硬件自动产生。而在有些ＭＣＵ中，ＡＣＫ信号可能是在软件 处理后通过设置标志位来决定是否发送ＡＣＫ信号。 ３．２ Ｉ２Ｃ中断服务程序流程 以ＳＦＰ项目为例，Ｉ２Ｃ中断服务程序处理流程如图１所 ３ ＡＤ￣Ｃ７０２Ｘ简介 ３．１ ＡＤＩｘＣ７０２Ｘ中Ｉ２Ｃ工作在从模式时的寻址方式 （责任编辑：周晓辉） 在ＡＤｐ￣Ｃ７０２Ｘ中寄存器Ｉ２ＣｘＩＤ０～Ｉ２ＣｘＩＤ３用来保存用户配
