由于接口的易用性(只有两根信号),IIC是最为常用的通讯接口之一,多种传感器都是使用IIC接口来和主控通讯。ELF 1开发板就包含了温湿度传感器、光线传感器等。本节我们就针对IIC接口为大家进行讲解。
IIC接口介绍
  温湿度传感器和光线传感器都是通过IIC接口进行通讯。IIC是一种一主多从的总线,一般有两根信号线,一根是双向的数据线SDA,另一根是时钟线SCL。所有接到IIC总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上,各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。
为了避免总线信号的混乱,要求各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路(OD)输出。设备上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的,输出电路用于向总线上发送数据,输入电路用于接收总线上的数据。而串行总线也应该是双向的,作为控制总线数据传送的主机,一方面要通过SCL输出电路发送时钟信号,另一方面还要检测总线上的SCL电平,以决定什么时候发送下一个时钟脉冲电平;作为接受主机命令的从机,要按照总线上的SCL信号发出或接受SDA上的信号,也可以向SCL线发出低电平信号以延长总线时钟信号周期。总线空闲时,因各设备都是开漏输出,上拉电阻使SDA和SCL都保持高电平,如图2.23任一设备输出的低电平都将使相应的总线信号线变低,也就是说:各设备的SDA是“与”关系,SCL也是“与”关系。在IIC总线上的数据传输速率可高达100Kbit/s(cl<400),高速方式时在400Kbit/s(cl<200)以上。另外,总线上允许连接的设备数以其电容量(cl)不超过400PF为限。
  当SCL保持“高”时,SDA由“高”变为“低”为开始条件;当SCL保持“高”且SDA由“低”变为“高”时为停止条件。开始和停止条件均由主控制器产生。SDA线上的数据在时钟“高”期间必须是稳定的,只有当SCL线上的时钟信号为低时,数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须是8位,每次传输的字节不受限制,但每个字节必须要有一个应答ACK。如果一个接收器件在完成其他功能(如一内部中断)前不能接收另一数据的完整字节时,它可以保持时钟线SCL为低,以促使发送器进入等待状态;当接收器准备好接受数据的其它字节并释放时钟SCL后,数据传输继续进行。


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图2.23 IIC协议时序图
  为了进行通讯,每个接到IIC总线的设备都有一个唯一的地址,一般为7位,因此,理论上一条IIC总线最多可以挂载127个设备。如温湿度传感器为0X38,光线传感器为0X29。上拉电阻(rp):阻值越大,速率越低,功耗越小
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2.24 IIC总线数据与时钟信号上拉电阻保持设备“与”关系



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