I2C总线规范详解:高速传输与模式扩展

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"高速传输-r语言初级教程(中文版)" 本文档主要介绍了I2C(Inter-Integrated Circuit)总线规范,特别是在高速传输(Hs模式)方面的内容。I2C总线是一种由Philips(现NXP半导体)开发的多主控、两线制通信协议,用于微控制器和其他电子设备之间的数据交换。它具有简洁的硬件接口和高效的数据传输能力。 在高速模式(Hs模式)下,I2C总线能够实现高达3.4Mbit/s的位速率,这比标准模式和快速模式有显著提升。为了实现这样的高速传输,I2C总线规范作出了以下改进: 1. 主机设备在Hs模式下拥有一个SDAH(Serial Data High)的开漏输出缓冲器,以及SCLH(Serial Clock High)信号的开漏下拉和电流源上拉电路。电流源电路可以缩短SCLH信号的上升时间,保证高速传输的稳定性。并且,在Hs模式下,任何时候只有一个主机的电流源是有效的,以避免信号冲突。 I2C总线规范经历了多个版本的发展,从1992年的1.0版到2000年的2.1版,不断优化和完善。该协议不仅对设计人员提供了简单易用的接口,减少了外部元件的需求,也对厂商降低了生产成本,因为可以使用相同的接口标准。 文档详细阐述了I2C总线的各个方面,包括基本概念、总体特征、位传输规则、数据传输格式、仲裁和时钟同步机制、地址格式、不同模式的切换,以及电气规范和时序等。其中,7位地址格式是最基础的,允许连接到总线上的设备数量达到128个。而10位寻址则进一步增加了可连接设备的数量,可达1024个。 在高速传输(13.1章节)中,讲解了Hs模式的串行数据传输格式,以及如何从F/S(标准/快速)模式切换到Hs模式,反之亦然。混合速度模式允许系统同时支持不同速度等级的设备,确保了兼容性。在混合速度总线系统中,对F/S模式和Hs模式的传输时序有特定的要求,以防止数据丢失或错误。 最后,文档还提到了I/O级别和总线线路的电气规范,如标准模式和快速模式器件的电阻要求,以及Hs模式器件的特殊电气特性。此外,还提供了关于总线线路配置和应用信息的指导,包括斜率控制输出级和开关上拉电路的设计,这些都是确保I2C总线系统稳定运行的关键。 通过这份教程,读者将深入理解I2C总线的工作原理,特别是其在高速传输场景下的应用,对于R语言初学者或者需要进行高速数据通信的嵌入式系统开发者来说,是非常宝贵的参考资料。