AVR单片机TWI通信实例：全双工串行接口详解

AVR单片机中的TWI（Two-Wire Interface）是一个全双工串行通信协议，它与I2C（Inter-Integrated Circuit）工作方式相似，仅需两条线：数据线SDL和时钟线SCL，分别连接到单片机的外部引脚PC1和PC0。这种简化的设计使得TWI成为小型系统设计的理想选择。 TWI的主要特点包括： 1. **接口简洁**：仅需两根线，节省了系统资源，降低了复杂性。 2. **灵活性**：支持主机和从机两种角色，设备可以作为发送器或接收器工作。 3. **地址空间大**：7位地址允许最多128个从机。 4. **多主机仲裁**：确保在一个系统中多个主机能有效共享总线。 5. **高速数据传输**：可达400kHz的速率。 6. **噪声抑制**：内置功能帮助抑制总线噪声。 7. **地址可编程**：从机地址和公共地址可根据应用进行编程。 8. **唤醒功能**：支持地址匹配唤醒沉睡的AVR。 在TWI的工作模式下，主要有四种状态： - 主机发送模式(MT)：用于向从机写入数据，如向TWIEEPROM写入。 - 主机接收模式(MR)：从机响应后读取数据。 - 从机发送模式(ST)：从机主动向主机发送数据。 - 从机接收模式(SR)：当其他主机介入时，从机读取数据。 具体操作步骤如下： 1. **启动传输**：设置TWCR寄存器以启动传输并启用中断、使能TWI，如TWCR = (1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWSTA)。 2. **等待应答**：在TWCR的中断标志位TWINT变为1之前，主机保持等待。 3. **进入主机模式**：根据操作需求（写或读），在TWDR中存储相应的命令（如SLA+W进入写模式，SLA+R进入读模式），然后再次设置TWCR以开始数据传输。 4. **发送地址或数据**：将要发送的地址或数据存入TWDR，开始数据发送过程。 波特率设置是关键，通过调整TWBR寄存器来设定，如TWBR = 100。同时，可能还需要对分频因子进行设置，例如TWSR |= (1<<TWPS1)|(1<<TWPS0)，以便优化通信性能。 在写入数据的实际操作中，会涉及一系列的信号交互，如S（START）、Rs（REPEATEDSTART）、R/W/A等控制信号，以及8位数据的发送。最后，通过检测P（STOP）信号结束传输。整个过程需要精确控制，以确保数据的正确传输和系统的稳定运行。