I2C总线技术在HDTV数字地面接收机中的应用解析

I2C总线技术在HDTV数字地面接收机中的应用解析

2　I2C总线的数据传输

2．1　接口特性

2．2　I2C总线上的传输时序

I2C 总线上传送的每个字节必须为8位，启动和停止之间可传输的数据字节数不受限制。采用串行传送，首先传送最高位，每传送一个字节后必须跟一个应答位。主控器产生应答所需的时钟脉冲期间，发送器必须释放数据线（SDA为高），以便接收器输出应答位。低电平为应答信号，高电平为非应答信号。非应答信号是当主控器作为接收器时，收到最后一个字节数据后，必须发送一个非应答信号给被控发送器，使被控发送器释放数据线，以便主控器发停止信号，终止数据传送。当从器件不能再接收字节时也会出现非应答信号这种情况。

I2C总线上的器件一般有两个地址：受控地址和通用广播访问地址，每个器件有唯一的受控地址用于定点通信，而相同的通用广播访问地址则用于主控方同时对所有器件进行访问。如图1所示，起始信号后主控器发送的第一个字节就是被读器件的受控地址，称作寻址字节。寻址字节由高7位地址和最低1位方向位组成，方向位为“0”表明主控器对被控器的写操作（W），方向位为 “1”表明对被控器的读操作（R）。总线上每个器件在起始信号后都把自己的地址与寻址字节的前7位相比较，如相同则器件被选中，产生应答，并根据读写位决定在数据传送中是接收还是发送。无论是主发、主收还是从发、从收，都是由主器件控制，数据传送完后，主控器都必须发停止信号。

3　I2C总线的C51语言实现

C51语言是针对Intel的8位单片机MCS－51系列而开发的、具有一般C语言特点的高级编程语言。从1985年至今，有许多公司推出 51系列的C语言编译器，其中以Franklin C51编译器在代码生成方面较为领先，它可生成最少的代码，支持浮点和长整数、重入和递归。头文件reg51．h中包含了51单片机的特殊功能寄存器（SFR）的字节定义与位定义。为了与具有I2C总线接口的51单片机兼容，可在程序开始处定义单片机的P1．6和P1．7作为I2C总线的SCL和SDA信号，实际中也可用其它的I／O引脚作为SCL和SDA信号。C51语言中只要用赋值语句”＝”就可实现I／O口某位的数据输出和读入。现将I2C总线底层读写函数接口及功能列举如下，它可用于没有内部I2C接口的51系列单片机与I2C总线器件通信。

＃include＜reg51．h＞

／＊全局符号定义＊／

＃define HIGH1

＃define LOW 0

＃define FALSE0

＃define TRUE1

＃define uchar unsigned char

＃define uint unsigned int

sbit SCL＝P1＾6；

sbie SDA＝P1＾7；

1）函数原型：void delay（uchar nu m）

2）函数原型：void start（void）

功　　能：提供I2C总线工作时序中的起始位，在SCL＝HIGH期间，SDA出现由高到底的转变，返回前将SCL拉低，允许数据变化，准备传输。其中调用函数1。

3）函数原型：void stop（void）

功　　能：函数提供I2C总线工作时序中的起始位，在SCL＝HIGH期间，SDA出现由低到高的转变。其中调用函数1。

4）函数原型：void sendbyte（uchar b，uchar＊error）

功　　能：在时钟作用下，将入口参数b中8位数据由高至低通过SDA线发送，并读回应答信号，存于指针变量＊error中。其中调用函数1、2、3。

功　　能：函数在时钟作用下接收8位数据，存于＊b中，先接收的为高位，并发送应答信号（Ack＝0），当接收到最后一字节时发送非应答（Ack＝1）。其中调用函数1、2、3。

6）函数原型：void send－n－byte（uchar＊info，uint n，uchar address，uchar＊fault）　 功　　能：向I2C器件连续发送n个数据字节，数据存于数组info［］中，address为器件受控地址，末位为0（写），n个数据的地址可作为数据字节发送，或设置地址自动加减功能。＊fault存收到的应答位。其中调用函数1－4。

7）函数原型：void receive＿n＿byte（uchar＊info，uint n，uchar address，uchar＊fault）

功　　能：从I2 C器件连续接收n个字节的数据，存于数组info［］中，address为器件地址，本函数保证器件地址末位是1（读），n个数据的器件内地址可作为数据字节发送，或设置地址自动加减功能。收最后一字节时发非应答信号1。＊fault存收到的应答位。其中调用函数1－5。

以下仅以sendbyte（）函数原型为例说明C51如何具体实现I2C总线的发送：

void sendbyte（uchar b，uchar＊error）

｛int count；

bit data＿bit；

＊error＝0；

for（count＝7；count＞＝0；count－－）

｛data＿bit＝（bit）（b＆0x80）；

b＝b＜＜1；

／＊送数据位，产生时钟脉冲＊／

SDA＝data＿bit；

SCL＝LOW；delay（time）；

｝

／＊释放数据线，产生时钟脉冲，读回应答＊／

SDA＝HIGH；

SCL＝LOW；delay（time）；

SCL＝HIGH；delay（time）；

＊error＝（uchar）SDA；

／＊释放数据线，时钟置低＊／

SDA＝HIGH；

SCL＝LOW；delay（time）；｝

4　I2C总线用于HDTV数字地面接收机

定义768的受控地址：＃define LSI0xfe函数原型：uchar general＿call（void）

功　　能：general＿call（）函数调用send＿n＿byte（）函数，发特殊寻址字节0x00和0x06，若应答为零返回0，否则重复上一操作，若发5次后仍无应答返回1。在主程序初始化化时调此函数，主程序根据返回。

函数原型：uchar 768＿fec＿rd（uint group，uint addr，uint＊data）

功　　能：768＿fec＿rd（）函数调用send＿n＿byte（）和receive＿n＿byte（），从FEC寄存器读出一字节数据存于指针变量＊data中，group为组号，输入的组号要翻译成相应的组地址group＿addr，addr为FEC寄存器地址，LSI作为每次起始信号后的寻址字节。依据768的传输时序，先发addr的低字节，再发送addr的高字节，然后发group＿addr，即可读出相应寄存器中的数据。组号出错返回1；收到非应答信号返回0；读正确返回2。主程序根据返回值，做相应操作。

5　结束语

随着广播电视技术迅速走向数字时代，HDTV在今后五年逐步在世界范围走向市场成为可能。I2C总线技术应用于HDTV数字地面接收机中，用8位单片机对接收机的状态进行控制，不仅减少了总线数量，提高了可靠性，而且还较大降低了成本。在实际使用时，可加上键盘、显示电路及相应程序，或用PC通过RS232口与单片机通信，进行调试。本应用已用于我国HDTV功能样机系统研究开发工程。 来源；电子工程网

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