Шина управления i2c.
Шина I2C является двухпроводной последовательной шиной передачи данных. Максимальная скорость передачи в нормальном режиме - 100 кбит/с, а при использовании “быстрого режима” - 400 кбит/с.
Все устройства шины делятся на два вида : ведомые и ведущие (например микропроцессор и порт клавиатуры). Ведущий - это устройство, которое адресует ведомого, синхронизирует передачу данных от ведомого (или к нему) и обрывает передачу.
Обе линии шины : SDA - шина данных и SCL - шина синхронизации являются двунаправленными линиями, связанными с положительным напряжением источника питания через подтягивающий резистор. Когда шина свободна, обе линии находятся в состоянии “1”.
Передача бита.
Для каждого передаваемого или принимаемого бита генерируется один тактовый импульс (рис. 2). Данные считаются достоверными, если в течение высокого уровня периода тактовой частоты линия SDA не меняла своё состояние.
Передача байта.
Переход “1®0” на линии данных SDA, если при этом линия SCL находится в состоянии “1”, определяет START - условие (условие начала передачи байта). Переход “0®1” на линии SDA, если при этом линия SCL находится в состоянии “1” , определяет STOP - условие. Условия START и STOP всегда генерируются ведущими. Считается, что шина занята после условия START и свободна после условия STOP (рис. 3).
Рисунок 2. Передача бита на I2C шине.
Рисунок 3. START и STOP условия.
Все передаваемые по шине байты должны быть 8-и битные. Каждый байт сопровождается подтверждающим битом (9-й бит). Данные передаются, начиная со старшего бита. Во время подтверждения передатчик освобождает SDA линию (переводит в состояние “1”). Приемник должен понизить SDA линию на время действия тактового импульса подтверждения. Приемник обязан генерировать подтверждение приема после каждого полученного байта (рис. 4). Если приемник не подтверждает прием на свой адрес, то линия SDA остается в состоянии “1” и ведущий может генерировать STOP - условие.
Рисунок 4. Передача данных на I2S шине.
Передача данных происходит следующим образом :
Ведущий генерирует START - условие;
Посылает адрес ведомого (7 бит- адрес, 8-й бит (R/W) - направление передачи данных : “0” - запись (WRITE), “1” - чтение (READ));
Читает или записывает N байт;
Обрывает передачу STOP - условием. Однако если ведущий желает продолжать обмен информацией, он может выдать повторное START - условие и адресовать другого ведомого без предварительного генерирования STOP - условия.
Таким образом возможными форматами передачи данных являются :
Ведущий передатчик передаёт ведомому приёмнику. Направление передачи не меняется.
Ведущий принимает от ведомого сразу после первого байта адреса. В момент первого подтверждения приёма ведущий передатчик становится ведущим приёмником, а ведомый приёмник становится ведомым передатчиком. Подтверждение этого приёма всё ещё генерируется ведомым.
Комбинированный формат. Во время изменения направления в передаче повторяются и START - условие, и адрес ведомого, но R/W - бит заменяется на противоположный.