I2C总线串行通信详解与24C02、PCF8591应用

"I2C总线是一种常用于微控制器（MCU）与其他电子设备间进行串行通信的接口标准，由Philips（现NXP）公司开发。它只需要两根线——数据线SDA（Serial Data Line）和时钟线SCL（Serial Clock Line），即可实现数据的双向传输。这种通信方式简化了硬件连接，节省了引脚资源，适用于嵌入式系统中的外围设备扩展，如EEPROM、传感器、显示驱动器、时钟芯片等。 24C02是一种常见的I2C接口的电可擦除只读存储器（EEPROM）。在I2C总线系统中，每个设备都有一个唯一的7位或10位地址，用于区分不同的设备。24C02的固定地址为1010，在硬件连接时，A2、A1、A0这三个地址线分别设置为000，这意味着其在I2C总线上的7位地址为1010000。通过这个地址，MCU能够寻址并通信到特定的24C02芯片，实现数据的读写操作。 在写操作中，MCU会先发送24C02的地址以及要写入数据的内存位置，然后发送数据。而在读操作中，MCU会先发送24C02的地址以及要读取的内存位置，24C02则会在SCL时钟的控制下将相应位置的数据回送到SDA线上，供MCU读取。 另一个示例是PCF8591，这是一个集成了模拟输入、模拟输出和I²C接口的芯片，常用于ADC和DAC转换。在AD转换过程中，MCU作为主设备，通过I2C协议读取PCF8591的模拟输入数据，其固定地址为90h。相反，在进行DA转换时，MCU需要向PCF8591写入数字数据，控制其输出模拟信号。 除了I2C总线，还有其他常用的总线协议。例如，SPI（Serial Peripheral Interface）总线，通常有四根线：MISO、MOSI、SCK和SS，支持全双工通信，速度相对较快，如nRF24L01芯片就采用SPI接口。另外，1-Wire总线是一种单线通信协议，所有通信都在一根线上完成，包括数据和电源，这使得连接非常简洁，但通信速率较低。 这些总线协议各有特点，可以根据具体应用的需求选择合适的接口，以实现高效、可靠的数据传输和设备控制。"