I2C串行总线详解：起始与终止信号

本文主要介绍的是I2C串行总线协议，特别是其起始和终止信号的模拟子程序。I2C总线是一种由飞利浦公司开发的高性能串行总线，它只需要两根双向信号线——数据线SDA和时钟线SCL，通过上拉电阻连接到正电源，使得在总线空闲时，线路上的电压均为高电平。由于采用线“与”逻辑，任何设备输出的低电平都能使总线信号降低。 I2C总线上的每个器件都有一个唯一的地址，数据传输可以是从主机发送到其他器件，或者从其他器件接收数据到主机。在多主机系统中，总线仲裁机制用于确定哪个主机可以控制总线。然而，通常在80C51单片机应用中，我们看到的是单主机系统，其中80C51作为主机，其他接口器件作为从机。 I2C数据传输的关键在于数据位的有效性，数据线SDA上的数据在时钟信号SCL为高电平时必须保持稳定，而数据的改变只能发生在SCL为低电平的阶段。起始信号由SCL为高电平时SDA由高到低的变化产生，标志着总线开始被占用；而终止信号则是SCL为高电平时SDA由低到高的变化，表示总线返回空闲状态。这些信号的检测对于I2C总线上的器件来说非常重要，特别是那些具有硬件接口的器件。 模拟I2C起始信号的子程序如下： ```c Void T2CStart(void) { SDA = 1; // 设置SDA为高 SomeNop(); // 延时函数，确保信号稳定 SCL = 1; // 设置SCL为高 SomeNop(); // 再次延时 SDA = 0; // 在SCL高时，将SDA设为低，产生起始信号 SomeNop(); // 延时 } ``` 这个子程序模拟了起始信号的产生过程，需要注意的是，`SomeNop()`函数通常用于插入适当的延时，确保信号的正确传播和识别。 在数据传输过程中，如果接收器件需要时间处理内部事务，它可以将SCL线拉低，使得主机进入等待状态，直至接收器件准备好了再继续接收下一个字节。这种机制保证了通信的同步性和有效性，使得I2C总线能够在各种不同的应用场合中高效地工作。