第九讲-IIC接口与AT24C02

AVR IIC接口与AT24C02

AVR单片机软硬件设计教程-入门篇——学单片机就要学AVR!

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第九讲

IIC(TWI)接口与AT24C02 本讲内容： IIC总线定义与特点 I2C总线的工作原理 AVR的TWI模块的使用方法 AT24C02

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I2C总线定义 I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发 的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在 80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用， 其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管 理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内 存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管 理。 TWI: ATMega 系列单片机片内集成两线制串行接口模块，Atmel 文 档称它为TWI 接口。事实上TWI 与PHILIPS 的I2C 总线是同一回事， 之所以叫它TWI 是因为这样的命名可使Atmel 避免交术语版税。所以， TWI 是兼容I2C 的一种说法。

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I2C总线的特点 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。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。 总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。 I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering), 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的传输和时钟频率。 当然，在任何时间点上只能有一个主控。

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I2C总线多机通讯

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I2C总线的工作原理 I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和 接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送， 最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上， 但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路 和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接 的每一模块电路既是主控器(或被控器),又是发送器(或接收 器),这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地 址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路， 确定控制的种类；控制量决定该调整的类别(如对比度、亮度等) 及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却 彼此独立，互不相关。

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I2C总线的工作原理 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开 始信号、结束信号和应答信号。 开始信号：SCL为高电

平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始 传送数据。 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束 传送数据。 应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出 一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答 信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到 应答信号，由判断为受控单元出现故障。 这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以 不要。湖南理工职业技术学院

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I2C总线的时序图

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AVR的TWI模块 本部分结合ATmega16的技术文档讲解

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AT24C02 AT24C02是由ATMEL公司提供的，I2C总线串 行EEPROM,其容量为2Kbit(256B),工作 电压在2.7V~5.5V之间，生产工艺是CMOS工 艺。 各引脚功能如下。 A2~A0:器件地址选择引脚。将这3个引脚配置成不同的编码值，在同一串行总 线上最多可扩充8片同一容量或不同容量的24系列串行EEPROM芯片。 SDA:串行数据输入输出口，是一个双向的漏极开路结构的引脚，容量扩展时可 以将多片24系列的SDA引脚直接相连。 SCL:串行移位时钟控制端。写入时上升沿起作用，读出时下降沿起作用。 WP:硬件写保护控制引脚。当其为低电平时，正常写操作，高电平时，对 EEPROM部分存储区域提供硬件写保护功能，即对被保护区域只能读不能写。 GND:接地。 VCC:接+5V电压

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电路设计

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程序流程 容量计算方法 AT24Cxx:01~1024 容量=xx X 1Kbit

型号系列列表

AT24C01 1K(128X8) AT24C02 2K(256X8) AT24C04 4K(512X8) AT24C08 8K(1KX8) AT24C16 16K(2KX8) AT24C512 512K(64KX8) AT24C1024 1M(128KX8)

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