I2C总线协议及其应用

超始位

被控接收器地址

R/W

应答位

数据

应答位

、、、、

停止位

I2C总线在开始条件后的首字节决定哪个被控器将被主控器选择，例外的是“通用访问”地址，它可以寻址所有期间。当主控器输出一地址时，系统中的每一器件都将开始条件后的前七位地址和自己地址比较。如果相同，该器件认为自己被主控器寻址，而作为被控接收器或被控发送器则取决于R/W位。

二、I2C总线的应用

I2C总线是各种总线中使用信号线最少，并具有自动寻址，多主机时钟同步和仲裁等功能很强的总线。因此，使用I2C设计计算机系统十分方便、灵活、体积也小，在各类实际应用中得到广泛应用。下面举两个应用示例。

1. 伺服控制系统用I2C扩展LCD显示

图5是一个伺服系统的结构图。用8XC752单片机的PWM输出经放大后驱动电机，电机的转速有测速机测取并直接送到8XC752片内A/D电路。处理后的有关信息经I2C总线送到LCD驱动芯片PCF8577以驱动六十四段LCD显示板。


图5:伺服系统结构框图

2. 通用I/O端口作为I2C总线接口

目前，51、96系列的单片机应用很广，但是它们都没有I2C总线接口，限制了在这些系统中使用具有I2C总线接口的器件。但通过对I2C总线时序的分析知道可以用51单片机的两根I/O线来实现I2C总线的功能。I2C总线规定SCL线和SDA线是各设备对应输出状态相“与”的结果，任一设备都可以用输出低电平的方法延长SCL低电平时间，迫使高速设备进入等待状态，实现不同速度设备间的时钟同步。因此，即使时钟脉冲的高、低电平时间长短不一，也能实现数据的可靠传送，可以用软件控制I/O口做I2C接口。下面就是用GMS97C2051DE的通用I/O口作为I2C总线接口由软件控制实现数据传送的例子，图6为其连线图。


图6:GMS97C2051 扩展EEPROM接线图