llc通信协议

1.IIC通讯协议(Inter----Integrted Circuit)是由Phiips飞利浦公司开发的,
由于他引脚少,硬件实现简单,可拓展性强,不需要UASRT,CAN通讯协议的外部收发设备,现在被广泛使用在系统内多个集成电路IC(芯片)间的通讯。
半双工的通讯方式 IIC通讯协议(Inter----Integrted Circuit)是由Phiips飞利浦公司开发的,由于他引脚少,硬件实现简单,可拓展性强,不需要UASRT,CAN通讯协议的外部收发设备,现在被广泛使用在系统内多个集成电路IC(芯片)间的通讯。
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他是一个支持多设备的总线。”总线”指多个设备共用的信号线,在一个IIC通讯总线中,可连接多个IIC通讯设备,支持多个通讯主机及多个通讯从机。
一个IIC总线只使用两条总线线路,一条双向串行数据线(SDA),一条串行时钟线(SCL)。数据线即用来表示数据,时钟线用于数据收发同步。
每个连接到总线的设备都有一个独立的地址,主机可以利用这个地址进行不同设备直接的访问。

llc总线物理层
总线通过上拉电阻接到电源。当IIC设备空闲时,会输出高阻态,而当所有设备都空闲,都输出高阻态,由上拉电阻把总线拉成高电平。
多个主机同时使用总线时,为了防止数据冲突,会利用仲裁方式决定哪个设备占用总线。
具有三种传输模式:标准模式传输速率为100kbit/s,快速模式为400kbit/s,高速模式下可达3.4M/s,但目前大多IIC设备尚不支持高速模式。

IIC总线一般分为:

硬件IIC:对应芯片上的IIC外设,有相对应的IIC驱动电路,其所使用的IIC管教也是专用的; 软件IIC:一般是用GPIO管教,用软件控制管脚状态以及模拟IIC通信波形;

区别:硬件IIC的效率要远高于软件的,而软件IIC不受引脚限制,接口比较灵活。
软件IIC是通过GPIO,软件模拟寄存器的工作方式,而硬件IIC是直接调用内部寄存器进行配置。如果要从具体硬件上来看,可以去看下芯片手册。因为固件IIC的端口是固定的,所以会有所区别。
如何区分?
1.硬件IIC用法复杂,模拟IIC流程更加清楚
2.硬件IIC速度比模拟快,并且可以用DMA
3.模拟IIC可以在任何管脚上,硬件IIC在固定管脚上

举个例子类比i2c传输过程
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体育老师:可以把球发给学生,也可以把球从学生中接过来。
发球:
老师:开始了(start)
老师:A!我要发球给你!(地址/方向)
学生A:到!(回应)
老师把球发出去(传输)
A收到球之后,应该告诉老师一声(回应)
老师:结束(停止)
接球:
老师:开始了(start)
老师:B!把球发给我!(地址/方向)
学生B:到!
B把球发给老师(传输)
老师收到球之后,给B说一声,表示收到球了(回应)
老师:结束(停止)
我们就使用这个简单的例子,来解释一下IIC的传输协议:
老师说开始了,表示开始信号(start)
老师提醒某个学生要发球,表示发送地址和方向(address/read/write)
老师发球/接球,表示数据的传输
收到球要回应:回应信号(ACK)
老师说结束,表示IIC传输结束§

IIC传输数据的格式
1 写操作
流程如下:
主芯片要发出一个start信号
然后发出一个设备地址(用来确定是往哪一个芯片写数据),方向(读/写,0表示写,1表示读)
从设备回应(用来确定这个设备是否存在),然后就可以传输数据
主设备发送一个字节数据给从设备,并等待回应
每传输一字节数据,接收方要有一个回应信号(确定数据是否接受完成),然后再传输下一个数据。
数据发送完之后,主芯片就会发送一个停止信号。
下图:白色背景表示"主→从",灰色背景表示"从→主"
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设备地址和方向其实也是数据的一种。

2 读操作
流程如下:
主芯片要发出一个start信号
然后发出一个设备地址(用来确定是往哪一个芯片写数据),方向(读/写,0表示写,1表示读)
从设备回应(用来确定这个设备是否存在),然后就可以传输数据
从设备发送一个字节数据给主设备,并等待回应
每传输一字节数据,接收方要有一个回应信号(确定数据是否接受完成),然后再传输下一个数据。
数据发送完之后,主芯片就会发送一个停止信号。
下图:白色背景表示"主→从",灰色背景表示"从→主"
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IIC通信有6种状态:

① 空闲状态
②开始信号
③停止信号
④应答信号
⑤数据的有效性
⑥数据传输

① 空闲状态
IIC总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时,规定位总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态,即释放总线,由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高

②开始信号③停止信号

 起始信号:当SCL为高电平期间,SDA有高到低的跳变;启动信号是一种电平跳变时序信号,而不是一个电平信号。
停止信号:当SCL为高电平期间,SDA由低到高的跳变;停止信号也是一种高电平跳变时序信号,而不是一个电平信号
 起始信号和停止信号一般由主机产生

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④应答信号
发送器每发送一个字节,就在时钟脉冲9期间释放数据线,由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时,规定为有效应答位(ACK简称应答位)
表示接收器已经成功地接收了该字节;应答信号为高电平时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功,相当于没有听懂主机发出的数据。
对于反馈有效应答位ACK的要求是,接收器在第九个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低,并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。
如果接收器是主控器,则在它收到最后一个字节后,发送一个NACK信号,以通知被控发送器数据发送,并释放SDA线,以便主控接收器发送一个停止信号P。
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⑤数据的有效性
IIC总线进行数据传输时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。

即:数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在下降沿到来之前必须稳定

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⑥数据传输
在IIC总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应(或同步控制),即在SCL串行时钟的配合下,在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发

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