單片機IIC總線協議，AT24C08儲存器

ID:107189 · 發表于 2016-3-6 12:57

教師推薦書籍如下：
1.如果要學C語言基本知識請看
譚浩強寫的《C程序設計》
教師推薦的單片機書籍為以下兩本：
2. 新編MCS-51單片機應用設計
哈爾濱工業大學出版社張毅剛
上書主要以匯編語言為主，對單片機內部結構介紹較詳細，初學者可選擇本書，在聽講本課程的同時，不但學會了C語言，而且通過查看本書還可了解匯編語言。
3.8051系列單片機C程序設計完全手冊
人民郵電出版社求是科技
上書主要講了單片機的C語言編程及很多例子，大家可參考，是一本非常好的書。
有以上三本書基本就夠了。

IIC總線（Inter Integrated Circuit Bus）：是Philips公司推出的串行總線標準（為二線制）。總線上擴展的外圍器件及外設接口通過總線尋址，是具備總線仲裁和高低速設備同步等功能的高性能多主機總線。
I2C總線工作原理
串行數據線SDA和串行時鐘線SCL構成的，可發送和接收數據。
[size=111%]n所有掛接在I2C總線上的器件和接口電路都應具有I2C總線接口，且所有的SDA/SCL同名端相連。總線上所有器件要依靠SDA發送的地址信號尋址，不需要片選線。
[size=111%]n特點：組成系統結構簡單，占用空間小，芯片管腳的數量少，無需片選信號，價格低。允許若干兼容器件共享總線，應用比較廣泛。總線的長度可達7.6m，傳送速度可達400kbps，標準速率為100kbps。支持多個組件。支持多主控器件（某時刻只能有一個主控器件）。I2C總線上所有設備的SDA, SCL引腳必須外接上拉電阻。

典型的I2C總線系統結構,如圖所示

I2C總線器件的尋址方式

由于所有器件都通過SCL和SDA連接在I2C總線上，因此，主器件在進行數據傳輸前需要通過尋址，選擇需要通信的從器件。I2C總線上所有外圍器件都需要有唯一的7位地址，由器件地址和引腳地址兩部分組成。

器件地址是I2C器件固有的地址編碼，器件出廠時就已經給定，不可更改。

引腳地址是由I2C總線外圍器件的地址引腳（A2，A1，A0）決定，根據其在電路中接電源正極、接地或懸空的不同，形成不同的地址代碼。

[size=244%] I2C總線概述

? I2C總線采用兩線制，由數據線SDA和時鐘線SCL構成。I2C總線對數據通信時序進行了嚴格的定義。

I2C總線數據操作

在I2C總線上，數據是伴隨著時鐘脈沖，一位一位地傳送的，數據位由高到低傳送，每位數據占一個時鐘脈沖。I2C總線上的在時鐘線SCL高電平期間，數據線SDA的狀態就表示要傳送的數據，高電平為數據1，低電平為數據0。在數據傳送時，SDA上數據的改變在時鐘線為低電平時完成，而SCL為高電平時，SDA必須保持穩定，否則SDA上的變化會被當作起始或終止信號而致使數據傳輸停止。

2C總線在傳送數據過程中共有三種類型信號：開始信號、停止信號和應答信號。

開始信號：SCL保持高電平的狀態下，SDA出現下降沿。出現開始信號以后，總線被認為“忙”。

停止信號：SCL保持高電平的狀態下，SDA出現上升沿。停止信號過后，總線被認為“空閑”。

應答信號：接收數據的器件在接收到8位數據后，向發送數據的器件發出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。

總線空閑：SCL和SDA都保持高電平。

總線忙：在數據傳送開始以后，SCL為高電平的時候，SDA的數據必須保持穩定，只有當SCL為低電平的時候才允許SDA上的數據改變。

I2C協議起始信號時序

起始信號用于開始I2C總線通信。其中，起始信號是在時鐘線SCL為高電平

期間，數據SDA上高電平向低電平變化的下降沿信號。起始信號出現以后，

才可以進行后續的I2C總線尋址或數據傳輸等

I2C協議終止信號時序

終止信號用于終止I2C總線通信。其中，終止信號是在時鐘線SCL為高電平期間，數據線SDA上低電平到高電平變化的上升沿信號。終止信號一出現，所有I2C總線操作都結束，并釋放總線控制權。終止信號的時序如下：

I2C協議應答信號時序

應答信號用于表明I2C總線數據傳輸的結束。 I2C總線數據傳送時，一個字節數據傳送完畢后都必須由主器件產生應答信號。主器件在第9個時鐘位上釋放數據總線SDA，使其處于高電平狀態，此時從器件輸出低電平拉低數據總線SDA為應答信號。應答信號的時序，如圖所示。

I2C總線的傳送格式

I2C總線的傳送格式為主從式，對系統中的某一器件來說有四種工作方式：主發送方式、從發送方式、主接收方式、從接收方式。只講主發送從接收（單片機發送 24C08接收）主器件產生開始信號以后，發送的第一個字節為控制字節。前七位為從器件的地址片選信號。最低位為數據傳送方向位（高電平表示讀從器件，低電平表示寫從器件），然后發送一個選擇從器件片內地址的字節，來決定開始讀寫數據的起始地址。接著再發送數據字節，可以是單字節數據，也可以是一組數據，由主器件來決定。從器件每接收到一個字節以后，都要返回一個應答信號（ASK=0）。主器件在應答時鐘周期高電平期間釋放SDA線，轉由從器件控制，從器件在這個時鐘周期的高電平期間必須拉低SDA線，并使之為穩定的低電平，作為有效的應答信號。