[實用新型]一種串行設備共用通信總線的系統

有效

• 申請號: 201120279672.2
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN202205196U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 范昱斌
• 申請（專利權）人: 深圳市杰科電子有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 易釗

技術領域

本實用新型涉及串行通信領域，尤其涉及一種串行設備共用通信總線的系統。

背景技術

當今消費電子行業競爭白熱化，在價格的壓力下，主芯片體積越做越小，但其功能還要增加，因此需要控制的外圍設備在增多。此時，如何解決GPIO(General?Purpose?Input?Output，通用輸入/輸出)端口不夠用的問題成為制約芯片“瘦身”的瓶頸。

I2C(Inter-Integrated?Circuit)總線是由PHILIPS公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備，是微電子通信控制領域廣泛采用的一種總線標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優點。I2C總線具有以下特點：

1、要求兩條總線線路：一條串行數據線SDA，一條串行時鐘線SCL；

2、每個連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機/從機關系軟件設定地址，主機可以作為主機發送器或主機接收器；

3、它是一個真正的多主機總線，如果兩個或更多主機同時初始化，數據傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數據被破壞；

4、串行的8位雙向數據傳輸位速率在標準模式下可達100kbit/s，快速模式下可達400kbit/s，高速模式下可達3.4Mbit/s；

5、連接到相同總線的IC數量只受到總線的最大電容400pF限制。

另外，SDA線上的數據必須在時鐘的高電平周期保持穩定，數據線的高或低電平狀態只有在SCL線的時鐘信號是低電平時才能改變。當SCL線是高電平時，SDA線從高電平向低電平切換，這個情況表示起始條件。當SCL線是高電平時，SDA線由低電平向高電平切換，這個情況表示停止條件。如果產生重復起始條件而不產生停止條件，總線會一直處于忙的狀態，此時的起始條件(S)和重復起始條件(Sr)在功能上是一樣的。發送到SDA線上的每個字節必須為8位，每次傳輸可以發送的字節數量不受限制。每個字節后必須跟一個響應位。首先傳輸的是數據的最高位(MSB)，如果從機要完成一些其他功能后(例如一個內部中斷服務程序)才能接收或發送下一個完整的數據字節，可以使時鐘線SCL保持低電平，迫使主機進入等待狀態，當從機準備好接收下一個數據字節并釋放時鐘線SCL后數據傳輸繼續。

I2C的數據傳輸必須帶響應，相關的響應時鐘脈沖由主機產生。在響應的時鐘脈沖期間發送器釋放SDA線(高)。在響應的時鐘脈沖期間，接收器必須將SDA線拉低，使它在這個時鐘脈沖的高電平期間保持穩定的低電平。通常被尋址的接收器在接收到的每個字節后，除了用CBUS地址開頭的數據，必須產生一個響應。當從機不能響應從機地址時(例如它正在執行一些實時函數不能接收或發送)，從機必須使數據線保持高電平，主機然后產生一個停止條件終止傳輸或者產生重復起始條件開始新的傳輸。如果從機接收器響應了從機地址，但是在傳輸了一段時間后不能接收更多數據字節，主機必須再一次終止傳輸。這個情況用從機在第一個字節后沒有產生響應來表示。從機使數據線保持高電平，主機產生一個停止或重復起始條件。如果傳輸中有主機接收器，它必須通過在從機不產生時鐘的最后一個字節不產生一個響應，向從機發送器通知數據結束。從機發送器必須釋放數據線，允許主機產生一個停止或重復起始條件。

I2C總線的尋址方式包括7位尋址和10位尋址。以7位尋址為例，第一個字節的頭7位組成了從機地址，最低位(LSB)是第8位，它決定了傳輸的方向。第一個字節的最低位是“0”，表示主機會寫信息到被選中的從機；“1”表示主機會向從機讀信息，當發送了一個地址后，系統中的每個器件都在起始條件后將頭7位與它自己的地址比較，如果一樣，器件會判定它被主機尋址，至于是從機接收器還是從機發送器，都由R/W位決定。

在很多電子產品中，采用I2C總線進行主控芯片于外圍設備之間的通信。但是，有一些串行設備并不支持I2C總線，這里將這種串行設備稱為“非I2C串行設備”，當非I2C串行設備復用I2C總線時，會與I2C設備之間相互干擾，影響正常工作。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術中I2C設備和非I2C串行設備不能共用I2C總線占用較多GPIO的缺陷，提供一種串行設備共用通信總線的系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：