摘要:介绍了i2c总线的特点及数据通信的基本协议,并以at89c51单片机与美国maxim公司的8位电压输出dac数模转换器max517之间的通信为例,详细介绍了通过i2c总线进行数据通信的具体硬件电路连接和其通信子程序的编程方法。
关键词:i2c总线;at89c51;max517;数据通信
1 i2c总线的特点及基本通信协议
i2c总线是philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线串行数据线和串行时钟线即可使连接于总线上的器件之间实现信息传送,同时可通过对器件进行软件寻址,而不是对硬件进行片选寻址的方式来节约通信线数目,从而减少了硬件所占空间。因为总线已集成在片内,所以大大缩短了设计时间,此外,在从系统中移去或增加集成电路芯片时,对总线上的其它集成芯片没有影响。
1.1 i2c总线的主要特点
i2c总线通常由两根线构成:串行数据线(sda)和串行时钟线(scl);总线上所有的器件都可以通过软件寻址,并保持简单的主从关系,其中主器件既可以作为发送器,又可以作为接收器;
i2c总线是一个真正的多主总线,它带有竞争监测和仲裁电路。当多个主器件同时启动设备时,总线系统会自动进行冲突监测及仲裁,从而确保了数据的正确性;
i2c总线采用8位、双向串行数据传送方式,标准传送速率为100kb/s,快速方式下可达400kb/s;同步时钟可以作为停止或重新启动串行口发送的握手方式;连接到同一总线的集成电路数目只受400pf的最大总线电容的限制。
1.2 i2c总线数据通信基本协议
利用i2c总线进行数据通信时,应遵守如下基本操作:
(1)总线应处于不忙状态,当数据总线(sda)和时钟总线(scl)都为高电平时,为不忙状态;
(2)当scl为高电平时,sda电平由高变低时,数据传送开始。所有的操作必须在开始之后进行;
(3)当scl为高电平时,sda电平由低变为高时,数据传送结束。在结束条件下,所有的操作都不能进行;
(4)数据的有效转换开始后,当时钟线scl为高电平时,数据线sda必须保持稳定。若数据线sda改变时,必须在时钟线scl为低电平时方可进行。
2 at89c51与max517的i2c数据通信
2.1 max517简介
max517是maxim公司生产的8位电压输出型dac数模转换器,它带有i2c总线接口,允许多个设备之间进行通讯。
max517采用单5v电源工作。该芯片的引脚图见图1所示。各引脚的具体说明如下:
1脚(out):d/a转换输出端;
2脚(gnd):接地;
3脚(scl):时钟总线;
4脚(sda):数据总线;
5、6脚(ad1,ad0):用于选择哪个d/a通道的转换输出由于max517只有一个d/a,所以,使用时,这两个引脚通常接地。
7脚(vcc):电源;
8脚(ref):参考。
2.2 max517的工作时序
图3
图2是max517的一个完整的转换时序。首先应给max517一个地址位字节。max517在收到地址字节位后,会给at89c51一个应答信号。然后,在给max517一个控制位字节,max517收到控制位字节位后,再给at