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    从机的地址由固定部分和可编程部分组成。在一个系统中可能希望接入多个相同的从机,从机地址中可编程部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。如一个从机的7位寻址位有4位是固定位,3位是可编程位,这时仅能寻址8个同样的器件,即可以有8个同样的器件接入到该I2C总线系统中。
    (2)寻址字节中的特殊地址(如表1.2所示)
     固定地址编号0000和1111已被保留作为特殊用途。
    表 1.2    i2c寻址字节特殊地址
     
    每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件,这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。
    在多主机系统中,可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。为了避免混乱, I2C总线要通过总线仲裁,以决定由哪一台主机控制总线。
    在80C51单片机应用系统的串行总线扩展中,我们经常遇到的是以80C51单片机为主机,其它接口器件为从机的单主机情况。
    二.I2C总线的数据传送
    (1)数据位的有效性规定
    I2C总线进行数据传送时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
    数据传送图如图1.1所示:
     图 1.1    i2c数据传送图
    (2)    起始和终止信号
    SCL线为高电平期间,SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号;SCL线为高电平期间,SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
      起始和终止信号如图1.2所示:
    图 1.2    i2c起始终止信号
    起始和终止信号都是由主机发出的,在起始信号产生后,总线就处于被占用的状态;在终止信号产生后,总线就处于空闲状态。
    连接到I2C总线上的器件,若具有I2C总线的硬件接口,则很容易检测到起始和终止信号。对于不具备I2C总线硬件接口的有些单片机来说,为了检测起始和终止信号,必须保证在每个时钟周期内对数据线SDA采样两次。
    接收器件收到一个完整的数据字节后,有可能需要完成一些其它工作,如处理内部中断服务等,可能无法立刻接收下一个字节,这时接收器件可以将SCL线拉成低电平,从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节时,再释放SCL线使之为高电平,从而使数据传送可以继续进行。
    三.数据传送格式
    (1)字节传送与应答
    每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时,先传送最高位(MSB),每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位(即一帧共有9位)。
    由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时(如从机正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据),它必须将数据线置于高电平,而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。
    如果从机对主机进行了应答,但在数据传送一段时间后无法继续接收更多的数据时,从机可以通过对无法接收的第一个数据字节的“非应答”通知主机,主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送。
    当主机接收数据时,它收到最后一个数据字节后,必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后,从机释放SDA线,以允许主机产生终止信号。
    (2)数据帧格式
    I2C总线上传送的数据信号是广义的,既包括地址信号,又包括真正的数据信号。
    按照I2C总线规范, 起始信号表明一次数据传送的开始, 其后为寻址字节, 在寻址字节后是按指定读、 写操作的数据字节与应答位。 在数据传送完成后, 主器件必须发送停止信号。 在起始信号与停止信号之间传输的数据字节数由单片机决定。
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