电子设备之间的通信就像人类之间的交流,双方都需要说相同的语言。在电子产品中,这些语言称为通信协议。
I2C(Inter-Integrated Circuit BUS)是I2C BUS简称,中文为集成电路总线,是目前应用最广泛的总线之一。和IMX6ULL有些相关的是,刚好该总线是NXP前身的PHILIPS设计。
我们使用i2c控制器来写程序的话,就是:写某个寄存器的某一位,他就会自动的帮你发出S信号。
一、基本概念。 I2C总线(I2C bus,Inter-IC bus)是一个双向的两线连接总线,提供集成电路之间的通信线路。I2C属于一种串行扩展技术,广泛应用于电视、录像机、音频设备。I2C的意思是“完成集成电路或者功能单元之间信息交换的规范或协议”,采用一条数据线(SDA)和一条时钟线(SCL)来完成数据的传输以及外围器件的扩展。
随着科技的不断发展,在许多领域中,对气压与海拔高度的测量变得越来越重要。例如,对于航空和航天工业、气象预报、气候研究等领域,都需要高精度、可靠的气压与海拔高度检测装置。针对这一需求,基于单片机设计的气压与海拔高度检测计应运而生。
[导读] 前文总结了单片机串口个人认为值得注意的一些要点,本文来梳理一下 I2C 总线的一些要点。这个题目有点大,本文对于 I2C 其实很多地方也没整清楚,只为了与前文形成系列,如果大家有补充欢迎留言。说了些闲话,进入正题吧。
文章目录 一、I2C接口技术 1.I2C总线系统组成 2.I2C总线的状态及信号 3.I2C总线基本操作 4.启动和停止条件 5.I2C总线数据传输格式 二、I2C总线上拉电阻的估算与选取 三、树莓派与AT24C02接口实验电路及Python SMBus串行I2C EEPROM应用编程 1.启动RPi串行I2C接口及安装Python SMBus库 2. 树莓派与AT24C02 EEPROM接口实验电路 3. Python SMBus库函数介绍 4. 使用I2C Tools及Python SMBus读写AT24C02 EEPROM 一、I2C接口技术 I2C接口是嵌入式系统中常用的网络接口之一,它采用串行通信方式将MCU/传感器连接到系统总线,通过主机/从机的方式协调工作。 I2C/IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司于1982年针对MCU/传感器等应用需求而研制的一种两线式串行总线,用于连接MCU及传感器等设备。 I2C总线的主要特点如下: (1)I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。 (2)由于接口直接在组件之上,因此I2C总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。 (3)I2C总线的长度可高达25英尺(约7.6m),并且能够以标准模式100Kbps的传输速率支持40个组件。新一代I2C总线还支持高速模式400Kbps传输。 (4)I2C总线的另一个优点是支持多主控(multi-mastering), 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号传输和时钟频率。当然,在任何时间点上只能有一个主控。 1. I2C总线系统组成 I2C总线协议包含两层协议:物理层和数据链路层。 在物理层,I2C总线仅使用了两条信号线:一个是串行数据线SDA (Serial DAta line),它用于数据的发送和接收;另一个是串行时钟线SCL (Serial Clock Line)构成的串行总线,它用于指示何时数据线上是有效数据,即数据同步。MCU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,I2C标准模式最大传送速率为100kbps,I2C快速模式最大传输速率为400kbps。 在数据链路层,每个连接到I2C总线上的设备都有唯一的地址,设备的地址由系统设计者决定。在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一设备既是主设备(或从设备)又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。 由I2C总线所构成的系统可以有多个I2C节点设备,并且可以是多主系统,任何一个设备都可以为主I2C;但是任一时刻只能有一个主I2C设备,I2C具有总线仲裁功能,以保证系统正确运行。主I2C设备发出时钟信号、地址信号和控制信号,选择通信的从I2C设备并控制收发。I2C总线要求:(1)各个节点设备必须具有I2C接口功能;(2)各个节点设备必须共地;(3)两根信号线必须接上拉电阻Rp。如图1所示。 图1 多I2C设备接口示意图 2. I2C总线的状态及信号 (1)空闲状态 SCL和SDA均处于高电平状态,即为总线空闲状态(空闲状态为何是高电平的道理很简单,因为它们都接上拉电阻)。 (2)占有总线和释放总线 若想让器件使用总线应当先占有它,占有总线的主控器向SCL线发出时钟信号。数据传送完成后应当及时释放总线,即解除对总线的控制(或占有),使其恢复成空闲状态。 (3)启动信号[S] 启动信号由主控器产生。在SCL信号为高时,SDA产生一个由高变低的电平变化,产生启动信号。 (4)结束/停止信号[P] 当SCL线高电平时,主控器在SDA线上产生一个由低电平向高电平跳变,产生停止信号。启动信号和停止信号的产生见图2所示。 图2 启动信号和停止信号的产生 (5)应答/响应信号[A/NA] 应答信号是对字节数据传输的确认。应答信号占1位,数据接收者接收1字节数据后,应向数据发出者发送一个应答信号。对应于SCL第9个应答时钟脉冲,若SDA线仍保持高电平,则为非应答信号(NA/ACK)。低电平为应答,继续发送;高电平为非应答,结束发送。 (6)控制位信号[R/nW] 控制位信号占1位,IIC主机发出的读写控制信号,高为读、低为写(对IIC主机而言)。控制位(或方向位)在寻址字节中给出。 (7)地址信号 地址信号为从机地址,占7位,称之为“寻址字节”(见表1)。 表1 寻址字节 下面对表1中的各字段进行说明。 器件地址(DA3-DA0):DA3-DA0是I2C总线接口器件固有的地址编码,由器件生产厂家给定,如AT24C××I2C总线EEPROM器件的地址为1010等。 引脚地址(A2、A1、A0):引脚地址由I2C总线接口器件的地址引脚A2、A1、A0的高低来确定,接高电平者为1,接地者为0。 读写控制位/方向位(R/n W):R/nW为1表示主机读,R/nW为0表示主机
SCL为高电平的时候,SDA由高电平向低电平跳变。结束信号:SCL为高电平的时候,SDA由低电平向高电平跳变。
I2C(Inter-Integrated Circuit BUS)是I2C BUS简称,中文为集成电路总线,是目前应用最广泛的总线之一,和IMX6ULL有些相关的是,刚好该总线是NXP前身的PHILIPS设计。当前仍然是应用最广泛的总线协议之一。
这一章主要介绍Kinetis Flashloader支持的外设。共支持四种外设,I2C, SPI, UART, CAN. 今天先来看前两种。 I2C外设 飞思卡尔Kinetis Flashloader 支持通过I2C外设装载数据到flash,这里I2C工作在从模式,且以7位地址模式传输数据。Kinetis Flashloader 使用0x10做为I2C从机地址,且支持400kbps的波特率,因为I2C工作在从机模式,所以每一次的传输应该始于主机,且流出数据包被主机接收。如果目标机处于忙状态,则会发送0x0
在嵌入式开发仲,有时候需要确认硬件是否正常连接,设备是否正常工作,设备的地址是多少等等,这里我们就需要使用一个用于测试I2C总线的工具——i2c-tools。
我答的:单片机的IO口可以配置为开漏输出和推挽输出两种模式,它们的主要区别在于输出方式和驱动能力不同。 开漏输出是指输出器件(通常是晶体管)的集电极被接到一个共用的开漏端上,输出时只能拉低电平,而不能提供高电平,因此需要外部上拉电阻来使输出变为高电平。这种输出方式适用于多个器件共用同一条信号线的情况,如I2C总线。 推挽输出则是指在输出器件中使用两个相反极性的晶体管,既可以拉高电平也可以拉低电平,因此不需要外部上拉电阻,具备较强的驱动能力。这种输出方式适用于需要直接驱动负载的情况,如LED灯、继电器等。 因此,选择开漏输出还是推挽输出应根据具体情况而定。
本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解,使您可以更快速的学会各个模块的使用
SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写,是美国摩托罗拉公司(Motorola)最先推出的一种同步串行传输规范,也是一种单片机外设芯片串行扩展接口,是一种高速、全双工、同步通信总线,所以可以在同一时间发送和接收数据,SPI没有定义速度限制,通常能达到甚至超过10M/bps。
由飞利浦公司开发,支持设备间的短距离通信。i2c通信需要的引脚少,硬件实现简单、可扩展性强,被广泛应用在系统内多个集成电路(IC)间的通信。
今天我们来介绍一下AT24C02,首先呢,它是一种可以实现掉电不丢失的存储器,可用于保存单片机运行时想要永久保存的数据信息,在介绍AT24C02之前,我们先来介绍一下存储器!
I2C 总线在物理连接上比较简单,分别由 SDA(串行数据线)和 SCL(串行时钟线)两条总线及上拉电阻组成。通信的原理是通过控制 SCL 和 SDA 的时序,使其满足 I2C 的总线协议从而进行数据的传输。I2C 总线上的每一个设备都可以作为主设备或者从设备,而且每一个设备都会对应一个唯一的地址(可以从 I2C 器件数据手册得知),主从设备之间就是通过这个地址来确定与哪个器件进行通信。本次实验我们把 FPGA 作为主设备,把挂载在总线上的其他设备(ADV7513)作为从设备。I2C 总线数据传输速率在标准模式下可达 100kbit/s,快速模式下可达400kbit/s,高速模式下可达 3.4Mbit/s。 I2C 总线上的主设备与从设备之间以字节(8 位)为单位进行双向的数据传输。
本来不打算写这篇文章,因为网上关于I2C总线通信的资料很多很全。但是最近刚换工作,主要做驱动开发,第一个驱动就是I2C通信,想了想还是结合网上的资料再整理下思路,方便今后的查阅和温习。
如果我们直接控制STM32 的两个GPIO 引脚,分别用作SCL 及SDA,按照上述信号的时序要求,直接像控制LED 灯那样控制引脚的输出(若是接收数据时则读取SDA 电平),就可以实现I2C 通讯。同样,假如我们按照USART 的要求去控制引脚,也能实现USART通讯。所以只要遵守协议,就是标准的通讯,不管您如何实现它,不管是ST 生产的控制器还是ATMEL 生产的存储器, 都能按通讯标准交互。
RT-Thread 是一个集实时操作系统(RTOS)内核、中间件组件和开发者社区于一体的技术平台,组件完整丰富、高度可伸缩、简易开发、超低功耗、高安全性的物联网操作系统。RT-Thread 拥有良好的软件生态,支持市面上所有主流的编译工具如 GCC、Keil、IAR 等,工具链完善、友好,支持各类标准接口,如 POSIX、CMSIS、C++应用环境、Javascript 执行环境等,方便开发者移植各类应用程序。商用支持所有主流MCU架构,如 ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V,几乎支持市场上所有主流的 MCU 和 Wi-Fi 芯片。
单片机的常用通信方式有IIC、SPI、UART等等。通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式,信息单元应该包含的信息与含义,连接方式,信息发送和接收的时序,从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
近期基于Metallux ME501/ME505陶瓷压力传感器模组和NSA2862物联网调理芯片设计一款工业级压力传感器,并使用华大半导体HC32L136 MCU实现控制,特将项目心得与体会分享给各位朋友,目前全网仅此一篇,请多多支持~
参考文献:手把手教你学FPGA设计:基于大道至简的至简设计法 基于VIP_Board Big的FPGA入门进阶及图像处理算法开发教程-V3.0 以上两篇文章可以点击下载 整个系列文章如下:
IIC总线: STM32本身支持IIC硬件时序的,本文采用的是模拟时序,下篇文章就介绍配置STM32的IIC硬件时序读写AT24C02和AT24C08。
在生活中,经常会碰到设备掉电的情况,像手机,智能手环,电脑等等;但是存储的东西不会丢失,比如电话号码,短信消息,记事本,微信,QQ信息等等均会被保存下来;恢复出厂设置后,这些东西才会消失;
STM32单片机使用软件IIC读取AM2320温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上。
STM32读取SHT3x系列(SHT30、SHT31、SHT35)温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上。
STM32使用硬件IIC读取AHT10温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上。
STM32F103系列的I²C控制器,可作为通信主机或从机,因此有四种工作模式可选择:主机发送模式、主机接收模式、从机发送模式、从机接收模式。
I2C在硬件上的接法如下(图19-1)所示,主控芯片引出两条线SCL,SDA线,在一条I2C总线上可以接很多I2C设备,我们还会放一个上拉电阻(放一个上拉电阻的原因以后我们再说)。
I²C(Inter-Integrated Circuit),常读作“I方C”,它是一种多主从架构串行通信总线。在1980年由飞利浦公司设计,用于让主板、嵌入式系统或手机连接低速周边设备。如今在嵌入式领域是非常常见通信协议,常用于MPU/MCU与外部设备连接通信、数据传输。
STM32使用硬件I2C读取SHTC3温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上
IIC总线: STM32本身支持IIC硬件时序的,上篇文章已经介绍了采用IIC模拟时序读写AT24C02,这篇文章介绍STM32的硬件IIC配置方法,并读写AT24C08。
SMBus: System Management Bus,系统管理总线。 SMBus最初的目的是为智能电池、充电电池、其他微控制器之间的通信链路而定义的。 SMBus也被用来连接各种设备,包括电源相关设备,系统传感器,EEPROM通讯设备等等。 SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线,使用 SMBus 的系统,设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus,而不是使用单独的控制线,这样可以节省设备的管脚数。 SMBus是基于I2C协议的,SMBus要求更严格,SMBus是I2C协议的子集。
在嵌入式开发中,有时候需要确认硬件是否正常连接,设备是否正常工作,设备的地址是多少等等,这里我们就需要使用一个用于测试 I2C 总线的工具:i2c-tools。
I2C 是一种串行通信总线,使用一主多从架构,最初设计目的为了让主板、嵌入式系统或手机用来连接低速周边设备。多用于小数据量的场合,有传输距离短,任意时刻只能有一个主机等特性。本篇主要介绍IIC协议格式。
介绍 Sunxi 平台上 TWI 驱动接口与调试方法,为 TWI 模块开发提供参考。
原文链接:http://huaqianlee.github.io/2016/04/27/Uav/Qualcomm-uav-blsp-port/ 笔记: 1. 每一块BLSP对应六位,每一位对应一个GPIO,每一位的GPIO都可以作为UART、SPI、IIC的链接线 2. 需要通过平台的数据手册 来确定用哪块BLSP的哪个QUP链接是哪个GPIO,这些个GPIO支持的是什么类型的总线(三大总线之一),每一位又是作为三大总线的哪一条 3. BAM中断与外设中断:BAM中断意味着数据读取/写入完成 外设状态和错误的等级会引发外设中断
通过原理图得到的重要信息: PCF8591芯片地址线全部接GND。也就是当前模块的地址固定为: 1001000
IIC:两线式串行总线,它是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。
I2C在硬件上的接法如下所示,主控芯片引出两条线SCL,SDA线,在一条I2C总线上可以接很多I2C设备,我们还会放一个上拉电阻(放一个上拉电阻的原因以后我们再说)。
• 加深对数字电路时序的理解; • 掌握 OV 系列摄像头输出时序; • 掌握 I2C 总线时序,以及使用 verilog 驱动三态门的方法; • 掌握数字系统设计的方法;
总的来说,总线有三种:内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用于插件板一级的互连;外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备进行信息与数据交换,它用于设备一级的互连。
本次文章给大家介绍一种便宜好用的协议分析工具,逻辑分析仪,首先声明,小飞哥作这篇介绍文章,不是为了打广告哈,实在是因为这个小玩意很好用,有些小伙伴还不太清楚该如何使用!!!废话不多说,下图是我目前用的一种,8通道24MHZ,一般的低速信号分析是足够用了,比较高级的功能也更高级,当然价格也更贵。话不多说,开始对这个小玩意如何使用进行简单的介绍。
据非官方统计,90%电子行业的公众号都介绍过3种串行通讯协议:UART、SPI和I2C。这3种串行协议也是电子开发行业最常用的协议。前面介绍了串口通讯协议及其FPGA实现,SPI协议。本篇文章介绍I2C通讯协议及其FPGA实测波形。
BMP180气压计是新型数字气压传感器,具有非常高的性能,可用于高级移动设备,如智能手机,平板电脑和运动设备。它兼容BMP085传感器,但是在该基础上拥有许多改进,如更小的尺寸和更多的数字接口。
I2C协议是一个允许多个 “从机” 芯片和一个或更多的 “主机” 芯片进行通讯的协议。它就像串行外设接口(SPI)一样,只能用于短距离通信。又像异步串行接口(如RS232或UART), 只需要两根信号线来交换信息。
目前随着手机等移动设备包含的sensor越来越多,传统应用在sensor上的I2C/SPI接口的局限性也越来越明显,典型的缺陷如下:
SPI优点与缺点 优点:支持全双工,通信简单,数据传输速率快 缺点:在数据可靠性上存在一定的缺陷,因为它不像I2C一样有ACK应答机制 SPI总线的构成及信号类型 SPI总线只需四条线(如图1所示)就可以完成MCU与各种外围器件的通讯: 1)MOSI – Master数据输出,Slave数据输入 2)MISO – Master数据输入,Slave数据输出 3)SCK – 时钟信号,由Master产生 4)/CS – Slave使能信号,由Master控制。
(答案仅供参考,不喜勿喷~~) (本人比较懒,后面的就没仔细整) (注:如果你完成了我的“太懒啦”,我可以把你的加进去,附上你的名字,一起加油~~)
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