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Arduino主从机之间的I2C通讯实验

2017年11月23日 16:20 次阅读

  I2C简介

  I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。主器件用于启动总线传送数据,并产生时钟以开放传送的器件,此时任何被寻址的器件均被认为是从器件.在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的,而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件,则主机首先寻址从器件,然后主动发送数据至从器件,最后由主机终止数据传送;如果主机要接收从器件的数据,首先由主器件寻址从器件.然后主机接收从器件发送的数据,最后由主机终止接收过程。在这种情况下.主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

  I2C工作原理

  SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)都是双向I/O线,接口电路为开漏输出.需通过上拉电阻接电源VCC.当总线空闲时.两根线都是高电平,连接总线的外同器件都是CMOS器件,输出级也是开漏电路.在总线上消耗的电流很小,因此,总线上扩展的器件数量主要由电容负载来决定,因为每个器件的总线接口都有一定的等效电容.而线路中电容会影响总线传输速度.当电容过大时,有可能造成传输错误.所以,其负载能力为400pF,因此可以估算出总线允许长度和所接器件数量。

  主器件用于启动总线传送数据,并产生时钟以开放传送的器件,此时任何被寻址的器件均被认为是从器件.在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的,而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件,则主机首先寻址从器件,然后主动发送数据至从器件,最后由主机终止数据传送;如果主机要接收从器件的数据,首先由主器件寻址从器件.然后主机接收从器件发送的数据,最后由主机终止接收过程。在这种情况下.主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

  2C总线特点

  (1)在硬件上,12C总线只需要一根数据线和一根时钟线两根线,总线接口已经集成在芯片内部,不需要特殊的接口电路,而且片上接口电路的滤波器可以滤去总线数据上的毛刺.因此I2C总线简化了硬件电路PCB布线,降低了系统成本,提高了系统可靠性。因为12C芯片除了这两根线和少量中断线,与系统再没有连接的线,用户常用IC可以很容易形成标准化和模块化,便于重复利用。

  (2)I2C总线是一个真正的多主机总线,如果两个或多个主机同时初始化数据传输,可以通过冲突检测和仲裁防止数据破坏,每个连接到总线上的器件都有唯一的地址,任何器件既可以作为主机也可以作为从机,但同一时刻只允许有一个主机。数据传输和地址设定由软件设定,非常灵活。总线上的器件增加和删除不影响其他器件正常工作。

  (3)I2C总线可以通过外部连线进行在线检测,便于系统故障诊断和调试,故障可以立即被寻址,软件也利于标准化和模块化,缩短开发时问。

  (4)连接到相同总线上的IC数量只受总线最大电容的限制,串行的8位双向数据传输位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。

  (5)总线具有极低的电流消耗.抗高噪声干扰,增加总线驱动器可以使总线电容扩大10倍,传输距离达到15m;兼容不同电压等级的器件,工作温度范围宽。

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Atmel:全新的运营模式助力创客创新

过去几年,在半导体厂商的推动下,各种功能强大、性能齐全的模块推向了广大开发者面前,新时代的硬件开发越...

发表于 2016-03-01 10:37 490次阅读
Atmel:全新的运营模式助力创客创新

从创客空间到市场领先:无限可能,改变世界

几十年来,创新产品几乎一直都是首先由训练有素的工程师设想、设计和开发,然后再由资金雄厚的大企业推向市...

发表于 2016-02-01 11:00 737次阅读
从创客空间到市场领先:无限可能,改变世界

工程师应该怎样选择Arduino开发板

在选择Arduino产品之前,首先要考虑使用Arduino的目的是什么,是为了学习、教育或者开发电子...

发表于 2015-12-28 08:47 2099次阅读
工程师应该怎样选择Arduino开发板

基于Arduino的会打招呼的超萌机器人

在本项目中,我将从头开始打造一个能够使用蓝牙进行控制的四足乌龟机器人。该机器人拥有两个自由度,采用的...

发表于 2015-12-23 15:39 1823次阅读
基于Arduino的会打招呼的超萌机器人

基于Arduino自制儿童小电脑

我们每天都会玩着手机,敲着键盘跟朋友聊天,小孩子看见了就想模仿,但出于保护眼睛等一系列考虑,我们又不...

发表于 2015-12-15 10:46 6591次阅读
基于Arduino自制儿童小电脑

DIY一个会卖萌的自平衡机器人

Nano的创意始于2013年暑假,那时候它还叫“蛋黄”,当时的想法是制作一个入门级的自平衡小车。初步...

发表于 2015-12-14 14:23 11433次阅读
DIY一个会卖萌的自平衡机器人

复古手环:用开源硬件打造你自己的可穿戴设备

“复古手环”是开源Arduino可穿戴设备的第二版作品。以我来说,这不该称为“智能手环”,这仅有简单...

发表于 2015-11-16 15:15 5474次阅读
复古手环:用开源硬件打造你自己的可穿戴设备

用Arduino和安卓旧手机,DIY远程遥控机器...

网灵机器人的显著特点是:可以用手机控制端和电脑控制端从异地远程遥控机器人,并实时观看摄像头图像。这个...

发表于 2015-11-16 11:19 14490次阅读
用Arduino和安卓旧手机,DIY远程遥控机器...

DIY一个属于你的Arduino投票机

这个项目是教你如何使用简单的组件,如按钮和LCD打造一个基于Arduino的投票机,本系统的突出亮点...

发表于 2015-11-05 09:18 4743次阅读
DIY一个属于你的Arduino投票机

十款让人无法直视的PCB设计

艺术创作冲动是人类的天性,有时候这种热情也会洋溢在科技领域,又或者是说其实科技化的趋势也对艺术产生了...

发表于 2015-10-14 14:20 4102次阅读
十款让人无法直视的PCB设计

利用I2C通信接口实现测温的设计方案

测温功能是很多智能硬件设计都会用到的,本文介绍一种带I2C通信接口的数字温度传感器SD5075来实现...

发表于 2015-10-13 13:51 1068次阅读
利用I2C通信接口实现测温的设计方案

数字温度传感器系统接口:SPI、I2C 、SMB...

对于需要经常进行数据流传输的系统数据,SPI是首选,因为它拥有较快的时钟速率,速率可从几兆赫兹到几十...

发表于 2015-10-05 10:33 1305次阅读
数字温度传感器系统接口:SPI、I2C 、SMB...