1 I2C總線(xiàn)簡(jiǎn)介

　　1．1 I2C總線(xiàn)的組成

　　I2C串行總線(xiàn)是用雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)（SDA）和串行時(shí)鐘線(xiàn)（SCL）兩根信號(hào)線(xiàn),，在連接到該總線(xiàn)的器件之間傳送信息,。它屬于多主控器總線(xiàn)，圖1所示是其組成框圖,?？偩€(xiàn)上的每個(gè)器件均可設(shè)置一個(gè)唯一地址，然后根據(jù)所設(shè)的功能進(jìn)行信息的發(fā)送或接收,。除了作為發(fā)送器和接收器以外,，在執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，總線(xiàn)的器件還可以設(shè)定為主控器和被控器,。通常由主控器啟動(dòng)總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸,，并產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸所需的時(shí)鐘信號(hào)。而被其尋址的其它器件均為被控器,，這意味著總線(xiàn)上可連接多個(gè)有控制總線(xiàn)的器件,。 

　　I2C總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)傳輸率為100 kbit／s，快速方式下可達(dá)400 kbit／s,。連接到總線(xiàn)上的器件數(shù)僅受400 pF的總線(xiàn)電容的限制,。同時(shí)，為了避免總線(xiàn)信號(hào)的混亂,，要求連接到總線(xiàn)上的各器件輸出端必須是集電極開(kāi)路或漏極開(kāi)路,，以便產(chǎn)生“線(xiàn)與”功能。I2C總線(xiàn)上的SDA和SCL線(xiàn)都是雙向傳輸線(xiàn),，它們可通過(guò)一個(gè)電阻連接到正電源端,，當(dāng)總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)時(shí),，兩條線(xiàn)均為高電平。 

　　1．2 I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸格式

　　在I2C總線(xiàn)傳輸過(guò)程中,，僅當(dāng)總線(xiàn)空閑（SCL線(xiàn)和SDA線(xiàn)均為高電平）時(shí),，數(shù)據(jù)傳送才能開(kāi)始，此時(shí)總線(xiàn)上的任何器件均可以控制總線(xiàn),。圖2所示是兩種特定的開(kāi)始和停止條件,，其中當(dāng)SCL線(xiàn)為高電平且SDA線(xiàn)由高變低時(shí)為開(kāi)始條件（S）；而當(dāng)SCL線(xiàn)為高電平且SDA線(xiàn)由低變高時(shí)為結(jié)束條件（P）,。在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中,，當(dāng)SCL線(xiàn)為高電平時(shí)，SDA線(xiàn)必須是穩(wěn)定的高或低電平才能使數(shù)據(jù)有效,。只有當(dāng)SCL線(xiàn)上的時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí),，SDA線(xiàn)的狀態(tài)才能改變，且每位數(shù)據(jù)需一個(gè)時(shí)鐘脈沖,。所有數(shù)據(jù)都是按字節(jié)發(fā)送的,，每次發(fā)送的字節(jié)數(shù)不限。每發(fā)送完一個(gè)字節(jié),，主控器釋放SDA線(xiàn)（呈高電平）并由受控器下拉SDA線(xiàn),，從而使SDA線(xiàn)為穩(wěn)定的低電平來(lái)作為有效應(yīng)答位以表示傳輸成功，此時(shí)主控器必須產(chǎn)生一個(gè)與此位相應(yīng)的額外時(shí)鐘脈沖,。

　　圖3為I2C 總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸格式,。其中第一部分為數(shù)據(jù)傳輸起始信號(hào)，即由此開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,；第二部分為受控器地址,，用來(lái)選擇向哪個(gè)受控器傳送數(shù)據(jù)；第三部分為讀／寫(xiě)控制位,，用于指示受控器的工作方式,，0表示寫(xiě)，1表示讀,；第四部分是被主控器選中的受控器向主控器回傳的確認(rèn)信號(hào),；第五部分是所傳送的數(shù)據(jù)，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),，都要求有一個(gè)應(yīng)答位,；第六部分是數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束信號(hào)。 

　　每個(gè)具有I2C總線(xiàn)接口的受控器件都有唯一固定的地址,，當(dāng)主控器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),，I2C總線(xiàn)上掛接的受控器件都會(huì)將主控器發(fā)出的、位于起始信號(hào)后的8位地址信息與自己的地址進(jìn)行比較，如果兩者相同,，則認(rèn)為該受控器件被選中,，然后按照讀／寫(xiě)位規(guī)定的工作方式接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。 

　　2 I2C總線(xiàn)在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)

　　本音頻處理系統(tǒng)中所使用的IC控制芯片為T(mén)DA7313,，它是具有音量,、高低音調(diào)的左右平衡及前后混頻調(diào)整的立體聲音頻數(shù)字處理器件，它的輸入通道可以選擇,，并具有相應(yīng)的外部響度調(diào)整函數(shù)以及I2C串行總線(xiàn)接口,，因此可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)音響和高保真系統(tǒng)中。TDA7313與單片機(jī)8031的連線(xiàn)和基本的管腳定義如圖4所示,。 

　　由于單片機(jī)8031不具有I2C 總線(xiàn)硬件接口,，因此只能通過(guò)編寫(xiě)軟件產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí),，先由單片機(jī)給出一個(gè)啟始信號(hào),；接著送出器件TDA7313的7位地址及讀／寫(xiě)控制位并等待應(yīng)答信號(hào)；當(dāng)收到應(yīng)答信號(hào)后,，系統(tǒng)根據(jù)訪(fǎng)問(wèn)要求進(jìn)行相應(yīng)操作,。在實(shí)際操作過(guò)程中,，一般都是通過(guò)CPU向TDA7313輸入一連串的特定數(shù)字命令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的音頻處理,，所以對(duì)TDA7313的操作主要是寫(xiě)操作。