I2C总线协议详解与串行EEPROM扩展
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更新于2024-08-17
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"本文主要介绍了如何扩展串行EPROM,特别是基于IIC总线协议的AT24C系列芯片,以及IIC总线的工作原理和通信流程。"
在电子设计中,串行EPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)是一种常见的非易失性存储器,用于存储小量数据。AT24C系列是由Atmel公司(现Microchip Technology的一部分)推出的串行E2PROM产品,包括AT24C01、AT24C02、AT24C04、AT24C08和AT24C16等不同容量的芯片,分别提供128字节至2K字节的存储空间。在本例中,我们以开发板上的TU24C08BS3为例进行讲解。
IIC(Inter-Integrated Circuit)总线,也称为I2C,由飞利浦(现NXP Semiconductors)设计,是一种简单高效的串行通信协议,适用于多主机系统。它仅需两根信号线:数据线SDA和时钟线SCL,通过上拉电阻连接到电源,确保在空闲时保持高电平。所有连接到I2C总线的设备都有唯一的7位地址,便于主设备寻址并与其通信。
I2C总线的数据传输规则要求在时钟信号高电平时,SDA线上的数据必须稳定,数据变化只能发生在时钟低电平期间。通信过程包括启动信号、寻址信号、应答信号、数据传送和停止信号。起始信号是SDA由高到低的转变,终止信号则是SDA由低到高的转变。主设备发起这些信号,并在起始信号后占用总线,终止信号后释放总线。
寻址过程中,7位地址加上1位读写位(D0)决定了数据流向,0表示写操作,1表示读操作。每个字节传输8位,之后接收端回应一个应答位,形成一帧9位的数据。如果接收设备无法立即接收下一个字节,它可以拉低SCL线,使得主机等待。
在实际应用中,主设备会发送起始信号,随后是7位的设备地址和1位读写位。从设备根据接收到的地址判断是否匹配自身地址,如果匹配则进行响应。数据传输后,从设备通过应答位确认接收,若不应答,主设备将停止当前操作,可能重新发送或执行其他操作。
总结来说,串行EPROM的扩展通过IIC总线实现,简化了硬件设计,减少了布线复杂性。IIC协议的高效性和灵活性使得多个设备可以在同一总线上有效通信,是嵌入式系统中常用的数据交换机制。
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雪蔻
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