用虚拟I2C总线技术实现SAA7111的初始化 [日期：2005-5-31] 来源：国外电子元器件 作者：张克满 何格夫 [字体：单片机（C51）的普通I/O口以及对DSP（TMS320VC5402）的McBSP口和HPI-8口模拟I2C总线接口的设计方案，最后给出了对SAA7111进行初始化的方法。

关键词：虚拟I2C总线技术；SAA7111；DSP；I2C总线

ＳＡＡ７１１１是Ｐｈｉｌｉｐｓ半导体公司生产的一种视频输入处理器（ＶＩＰ），在视频采集系统中，通常需要诸如ＳＡＡ７１１１之类的视频解码器作为模拟视频前端，而视频解码器的初始化主要通过Ｉ２Ｃ总线接口来完成。然而，目前的单片机和ＤＳＰ器件大多都不带有Ｉ２Ｃ总线接口，为此，本文提出了用虚拟总线技术来模拟实现Ｉ２Ｃ总线功能，利用ＤＳＰ的多功能Ｉ／Ｏ口和单片机的普通Ｉ／Ｏ口模拟Ｉ２Ｃ总线接口设计，从而实现ＤＳＰ和单片机对ＳＡＡ７１１１的初始化与控制的新方法。

１　虚拟Ｉ２Ｃ总线技术

１．１ 多主方式下的Ｉ２Ｃ总线虚拟

Ｉ２Ｃ总线是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的一种连接ＩＣ器件的二线制总线，它既可以用于构成多主系统，又可工作在单主方式下。因为多主方式下会出现多主竞争的复杂状态，此时如果系统中没有带Ｉ２Ｃ总线接口的主控制器，那么要构成多主系统的虚拟Ｉ２Ｃ总线，就必须在虚拟Ｉ２Ｃ总线中解决多主竞争状态，而这几乎是不可能的，鉴于此，多主Ｉ２Ｃ总线系统必须使用带Ｉ２Ｃ总线接口的控制器。

１．２ 单主方式下的Ｉ２Ｃ总线虚拟

当Ｉ２Ｃ总线中只有一个主器件时，Ｉ２Ｃ总线系统的工作方式称为单主方式。在单主方式下，由于Ｉ２Ｃ总线上只有一个主器件成为主节点，因此，该主器件会永远占据总线，而不会出现总线竞争，此时的主节点也不必有自己的节点地址。在这种情况下，主器件若没有Ｉ２Ｃ总线接口，就可以用主控制器的Ｉ／Ｏ口来模拟Ｉ２Ｃ总线接口。

目前，许多视频、音像电器中都采用了虚拟Ｉ２Ｃ总线技术。ＳＡＡ７１１１的初始化控制操作就工作在单主方式下，因此可以用虚拟Ｉ２Ｃ总线技术来实现ＳＡＡ７１１１的初始化控制。下面分别以单片机和ＤＳＰ为例来说明虚拟Ｉ２Ｃ总线技术的实现方法。

２　用单片机普通Ｉ／Ｏ模拟Ｉ２Ｃ总线接口

用单片机普通Ｉ／Ｏ口模拟Ｉ２Ｃ总线接口时，其硬件配置非常简单，因为单片机的Ｉ／Ｏ口很多，并且大多Ｉ／Ｏ口都是双向的，因此可以直接用两个Ｉ／Ｏ口线作为Ｉ２Ｃ总线的串行时钟线ＳＣＬ和串行数据线ＳＤＡ。图１所示为Ｃ５１ 单片机与ＳＡＡ７１１１的硬件连接图。 当硬件配置完成后，根据Ｉ２Ｃ总线的时序特性可用软件编程来模拟Ｉ２Ｃ总线接口。图２为Ｉ２Ｃ总线的起始信号（Ｓ），它表示在ＳＣＬ为高电平期间，数据线ＳＤＡ由高电平向低电平变化将启动Ｉ２Ｃ总线。下面是相应的汇编程序。其它子程序可以参考Ｉ２Ｃ总线时序来实现，这里就不一一给出了。

启动Ｉ２Ｃ总线：

ＳＥＴＢ Ｐ１．０ ； ＳＤＡ＝１

ＳＥＴＢ Ｐ１．１ ； ＳＣＬ＝１

ＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ ；保持数据时间，ＤＥＬＡＹ

为延迟子程序

ＣＬＲ Ｐ１．０ ； ＳＤＡ＝０

ＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ

ＣＬＲ Ｐ１．１ ；钳定总线，开始发送数据

ＲＥＴ

３ 用ＤＳＰ外围接口模拟Ｉ２Ｃ总线接口

由于ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２只有两个通用的Ｉ／Ｏ引脚，且都是单向的，而在Ｉ２Ｃ总线中，ＳＤＡ必须是双向的，因此必须借助于其它总线接口。

３．１ 用ＭｃＢＳＰ口模拟Ｉ２Ｃ总线接口

首先，通过配置串口控制寄存器ＳＰＣＲ１和ＳＰＣＲ２以及引脚控制寄存器ＰＣＲ的禁用ＭｃＢＳＰ功能，以将ＭｃＢＳＰ引脚（包括ＣＬＫＸ、ＣＬＫＲ、ＤＸ、ＤＲ、ＦＳＸ、ＦＳＲ、和ＣＬＫＳ）作为通用Ｉ／Ｏ口。现以发送器为例，当ＳＰＣＲ２的ＸＲＳＴ＝０、ＰＣＲ的ＸＩＯＥＮ＝１时，串口发送器无效，ＦＳＸ、ＣＬＫＸ用作通用Ｉ／Ｏ引脚。ＦＳＸ和ＣＬＫＸ作为通用Ｉ／Ｏ端口的引脚设置情况如表１所列。以ＭｃＢＳＰ０为例，也可以从ＦＳＸ０