I2C串行总线详解：容量计算与通信协议

"这篇资料主要介绍了容量计算方法以及AT24Cxx系列的EEPROM，同时涉及TWI（I2C）总线的学习。" 在电子工程和嵌入式系统设计中，容量计算方法对于选择合适的存储器至关重要。AT24Cxx系列是常见的I2C接口的电可擦可编程只读存储器（EEPROM），其容量计算方法基于型号的后两位数字。例如，AT24C01表示1Kbit的存储容量，其中1Kbit等于128字节（因为1Kbit = 1024 bit，而8个位构成一字节，所以1Kbit = 128B）。以此类推，AT24C02代表2Kbit（256字节），AT24C04为4Kbit（512字节），直至AT24C1024，表示1Mbit（128KB）。 TWI（Two Wire Interface）即I2C（Inter-Integrated Circuit）总线，是由飞利浦公司（现NXP半导体）开发的一种简单且高效的串行通信协议，广泛应用于微控制器系统中，用于连接各种外设。I2C总线仅需要两根线：数据线SDA（Serial Data Line）和时钟线SCL（Serial Clock Line），这使得硬件设计简化，系统体积减小，同时也提高了可靠性和扩展性。 I2C总线的工作原理是基于主从架构的，其中至少有一个主机（Master）控制数据传输，可以有多个从机（Slave）接收或发送数据。每个从机都有一个唯一的7位或10位地址，以便主机能够精确地找到它们。主机通过起始信号开始数据传输，终止信号结束。在数据传输过程中，SDA线在SCL线保持高电平时发生变化，用于数据的写入或读取。 起始和终止信号是关键的控制信号。起始信号发生在SCL为高电平时，SDA线由高变低；终止信号则相反，SDA线在SCL高电平时由低变高。一旦起始信号发出，总线被认为被占用，直到终止信号发出，总线才回到空闲状态。从机可以通过拉低SCL线来暂停数据传输，以便进行内部处理，然后在准备就绪时释放SCL线，恢复数据传送。 数据传送格式遵循一定的规则，每个字节由8位数据组成，从高位到低位传输。每传送一个字节后，从机会返回一个应答位，通常是低电平表示接收正常。如果从机不能立即响应，如处理其他任务，它会不发送应答位，迫使主机暂停并等待适当的时机。这种机制确保了数据的正确传输，并允许从机灵活地管理其内部资源。 总结来说，本资料涵盖了容量计算方法，特别是AT24Cxx系列EEPROM的容量计算，以及I2C总线的工作原理、信号控制和数据传输格式。这些知识对于设计和使用I2C接口的系统非常有用，有助于理解和优化嵌入式系统中的数据通信。