I2C串行总线详解：主机与从机数据传输

"TWI总线学习" 在TWI（I²C）总线学习中，我们关注的重点是如何在主机发送完第一个字节后立即从从机读取数据，以及在传输过程中如何改变传送方向。I²C总线是一种由PHLIPS公司开发的高效串行总线，适用于多主机系统，简化了硬件设计并提高了系统的可靠性和可扩展性。总线由两条双向信号线构成：数据线SDA和时钟线SCL，它们通过上拉电阻连接到正电源，当空闲时保持高电平。 1. I²C串行总线工作原理： - 数据传输可以由主机发起，向其他器件发送数据，主机作为发送器，接收数据的器件作为接收器。 - 在多主机系统中，总线仲裁机制用于确定哪个主机有权控制总线，避免冲突。 2. 起始和终止信号： - 起始信号：在SCL高电平时，SDA由高变低。 - 终止信号：SCL高电平时，SDA由低变高。 - 这些信号由主机产生，起始信号后总线被占用，终止信号后总线空闲。 3. 数据传送格式： - 字节传送：每个字节8位，最高位先传。 - 应答机制：每个字节传送后跟一个应答位（9位一帧）。 - 接收器件可以通过拉低SCL线来让主机等待，以便准备接收下一个字节。 4. 变更传输方向： - 当需要从写入模式切换到读取模式时，会重复产生起始信号和从机地址，但读/写方向位相反。 - 这意味着主机在发送完从机地址并指定读取操作（设置读取位为1）后，从机将开始准备发送数据给主机。 5. 从机的响应： - 从机收到寻址信号后，必须回应一个应答位，通常为低电平，表示已准备好接收或发送数据。 - 如果从机无法响应（例如忙于其他任务），它不发送应答，主机会检测到并可能重新发送命令或结束传输。 在实际应用中，理解这些基本概念对于正确地配置和通信使用I²C总线的设备至关重要。通过熟练掌握这些知识点，开发者能够有效地实现主机与从机之间的数据交换，并解决可能出现的通信问题。