IIC协议及其对ACK应答信号的处理

原创
2020/09/08 18:13
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1.SCL一直由Master控制,SDA依照数据传送的方向,读数据时由Slave控制SDA,写数据时由Master控制SDA。当8位数据传送完毕之后,应答位或者非应答位的SDA控制权与数据位传送时相反。

2.起始位“Start”和停止位“Stop”,只能由Master来发出。

3.地址的8位传送完毕后,成功配置地址的Slave设备必须发送“ACK”。否则否则一定时间之后Master视为超时,将放弃数据传送,发送“Stop”。

4.当写数据的时候,Master每发送完8个数据位,Slave设备如果还有空间接收下一个字节应该回答“ACK”,Slave设备如果没有空间接收更多的字节应该回答“NACK”,Master当收到“NACK”或者一定时间之后没收到任何数据将视为超时,此时Master放弃数据传送,发送“Stop”。

5.当读数据的时候,Slave设备每发送完8个数据位,如果Master希望继续读下一个字节,Master应该回答“ACK”以提示Slave准备下一个数据,如果Master不希望读取更多字节,Master应该回答“NACK”以提示Slave设备准备接收“Stop”信号。

6.当Master速度过快Slave端来不及处理时,Slave设备可以拉低SCL不放(SCL=0将发生“线与”)以阻止Master发送更多的数据。此时Master将视情况减慢或结束数据传送。在实际应用中,并没有强制规定数据接收方必须对发送的8位数据做出回应,尤其是在Master和Slave端都是用GPIO软件模拟的方法来实现的情况下,编程者可以事先约定数据传送的长度,Slave不检查NACK,有时可以起到减少系统开销的效果。但是如果Slave方是硬件I2C要求一定要标准的NACK,Master方是GPIO软件模拟I2C并没有正确的发送NACK,就会出现Slave收不到“Stop”导致I2C挂死。

在此我只发表对I2C确认信号(即所谓应答信号)的看法,至于它的一整套时序就不多罗嗦了。  

1) MASTER向SLAVE发送数据:   MASTER向SLAVE端发送8位数据后,就会将SDA置1,等待SLAVE端的确认;SLAVE端如果正确接收到数据,就会自动将SDA置0。我们程序员所能做的只能是检测确认信号,即每发送完8位数据后就检测一次SDA的状态,如果是0,则让程序继续往下执行,如果是1则强迫MASTER将刚才的8位数据再发送一遍;当然,如果SDA一直是1,也就是SLAVE一直未能正确接收到数据,我们也不能一直让MASTER反复发送,要做TIMEOUT处理,以防系统死机!  

2) MASTER从SLAVE读取数据:   MASTER从SLAVE端读取数据,情况与发送数据有所区别,在读完最后8位数据时,要将SDA置1,也就是做NACK动作,让系统知道读取数据到此结束;这个置1动作由程序员来做,而不是MASTER本身,因为数据读到哪里结束,只有我们程序员知道!  

3) 说明:MASTER 指主控制端,在一般系统中就是我们常说的单片机了;SLAVE是指具备I2C协议的专用IC,比如ATMEL的24系列(24C16、24C32等)和PHILPS的SAA711X系列(VIDEO DECODER)。

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