【Micropython】I2C层次结构、I2C协议

文章目录

  • 前言
  • 一、I2C的结构层次
    • 1.1 怎样在两个设备之间传输数据
    • 1.2 I2C如何传输数据
    • 1.3 硬件框图
    • 1.4 软件层次
  • 二、IIC协议
    • 2.1 硬件连接
    • 2.2 I2C 总线的概念
    • 2.3 传输数据类比
    • 2.3 I2C信号
    • 2.4 I2C数据的含义
  • 总结


前言

I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种常用的串行通信协议,广泛应用于各种嵌入式系统和传感器设备中。它允许多个设备通过同一根总线进行通信,同时具有高度可靠性和灵活性。在 MicroPython 中,I2C 提供了一种简单而有效的方式来控制硬件,与外部设备进行通信。本文将介绍 I2C 的层次结构和协议,以帮助读者更好地理解和应用 MicroPython 中的 I2C 功能。


一、I2C的结构层次

1.1 怎样在两个设备之间传输数据

在两个设备之间进行数据的传输,我们有两种方式,一种是异步传输,一种是同步传输。
比如串口,他是异步传输。
比如I2C,他是同步传输。

1.2 I2C如何传输数据

在I2C中,他有两个引脚

  • SCL
    SCL为时钟信号,在时钟的同步下,我们就可以进行数据的传输
  • SDA
    SDA进行数据的传输。

I2C是半双工的,因为他只有一条数据线,只能发送完了再接收或者接收完了再发送,而我们的串口可以一边发送一边接收,串口是全双工的。

1.3 硬件框图

比如说oled的硬件框图,里面有一个ssd1306的主控芯片
在这里插入图片描述
如果我们想在屏幕上显示文字,我们只需要编写程序来初始ssd1306芯片
接下来我们把数据通过IIC总线写到ssd1306里面的显存来:
在这里插入图片描述
显存里面就保存着要显示的数据。这个芯片会周而复始的把数据刷到屏幕里面。
在以后,我们只需要初始化好ssd1306,然后把数据写到显存里面来就可以。

1.4 软件层次

在这里插入图片描述

二、IIC协议

2.1 硬件连接

I2C在硬件上的接法如下所示,主控芯片引出两条线SCL,SDA线,在一条I2C总线上可以接很多I2C设备,我们还会放一个上拉电阻(放一个上拉电阻的原因以后我们再说)。
在这里插入图片描述

2.2 I2C 总线的概念

I2C(Inter-Integrated Circuit,又称 IIC)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的串行总
线,用于连接微控制器及其外围设备,它具有如下特点:
只有两条总线线路:一条串行数据线(SDA),一条串行时钟线(SCL)。

每个连接到总线的器件都可以使用软件根据它的惟一的地址来识别。

传输数据的设备间是简单的主/从关系。

主机可以用作主机发送器或主机接收器。

它是一个真正的多主机总线,两个或多个主机同时发起数据传输时,可以通过冲
突检测和仲裁来防止数据被破坏。

串行的 8 位双向数据传输,位速率在标准模式下可达 100kbit/s,在快速模式下
可达 400kbit/s,在高速模式下可达 3.4Mbit/s。

片上的滤波器可以增加抗干扰功能,保证数据的完整。

连接到同一总线上的 IC 数量只受到总线的最大电容 400pF 的限制。

对于I2C协议,一个I2C总线可以接多个设备.

2.3 传输数据类比

先说明一些术语,如下所示。
◼ 发送器:发送数据到总线的器件
◼ 接收器:从总线接收数据的器件
◼ 主机:发起/停止数据传输、提供时钟信号的器件
◼ 从机:被主机寻址的器件
◼ 多主机:可以有多个主机试图去控制总线,但是不会破坏数据
◼ 仲裁:当多个主机试图去控制总线时,通过仲裁可以使得只有一个主机获得总线
控制权,并且它传输的信息不被破坏
◼ 同步:多个器件同步时钟信号的过程

比如说:上体育课,一个老师和多个学生:
在这里插入图片描述

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)

① 老师说开始了,表示开始信号(start)
② 老师提醒某个学生要发球,表示发送地址和方向(address/read/write),发送的第一个字节前7位表示发送的地址,最后一位表示是写还是读,0位读,1为写。
③ 老师发球/接球,表示数据的传输
④ 到球要回应:回应信号(ACK),传输完一位后,主机会拉高SDA,如果找到了从机,从机会把SDA拉低,表示有这个设备
⑤ 老师说结束,表示 IIC 传输结束§

2.3 I2C信号

在SCL为高电平的期间,SDA数据要保持稳定(对方就是在SCL为高电平期间来读取SDA数据的),如果你想修改下一位数据,你需要把SCL拉低,保持SCL为低电平,在SCL为低电平期间,SDA切换数据,如下图所示:
在这里插入图片描述
如果说,主机传输完了开始信号,但是数据并没有准备好,那么我们的SCL拉低,等待我们的数据到来,他可以由主机拉低也可以由从机拉低,表示现在没有数据要等一下

2.4 I2C数据的含义

在I2C中,有下面的数据传输:
在这里插入图片描述
第一个8位表示地址和读写标识,但是后面的并未规定他有什么含义

如果说,你要去访问一个存储芯片,你确定地址之后,你就可以发送数据
如果你想写,你肯定先要确定写地址,后面的就是存储数据

如果是读操作:
在这里插入图片描述
在上一次你把存储地址发给设备了,在第二次你发起一个读操作,他就把那个地址上的数据返回给你。
这些数据的含义完全由芯片决定!


总结

通过本文的介绍,我们了解了 I2C 的层次结构和协议。I2C 的层次结构包括总线、主设备和从设备,主要分为两根信号线:时钟线(SCL)和数据线(SDA)。在协议方面,I2C 使用起始信号、停止信号、ACK/NACK 等机制进行通信,具有简洁而有效的数据传输方式。在 MicroPython 中,通过 machine 模块中的 I2C 类,我们可以方便地控制硬件 I2C 总线,并与外部设备进行通信。对于嵌入式开发者来说,掌握 I2C 协议和 MicroPython 中的应用,将有助于更灵活地设计和开发各种嵌入式系统。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/709545.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【Redis】redis事务和发布订阅

Redis 事务 Redis 事务可以一次执行多个命令, 并且带有以下三个重要的特性: 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。收到 EXEC 命令后进入事务执行,事务中任意命令执行失败,其余的命令依然被执行。在事务执行过程&#xff…

卸载云服务器上的 MySQL 数据库

执行以下命令以停止 MySQL 服务: sudo service mysql stop执行以下命令以彻底卸载 MySQL: sudo apt-get remove --purge mysql-server mysql-client mysql-common sudo apt-get autoremove sudo apt-get autoclean 这将删除 MySQL 数据库服务器、客…

C++设计模式——抽象工厂模式

文章目录 抽象工厂模式的主要组成部分抽象工厂模式的一个典型例子抽象工厂模式用于其他场景抽象工厂模式与其他设计模式结合使用 C 中的抽象工厂模式是一种创建型设计模式,它主要用于处理对象家族的创建,这些对象之间可能存在一定的关联关系或属于相同的…

国产航顺HK32F030M: HK32F030MJ4M6_SOP8资料

最小系统 参考资料 [1] 航顺MCU HK32F030MJ4M6-SOP8 各个文件夹简介: Boards:HK32F030xMF4P6开发板的BSP驱动代码。 Documents:HK32F030xMxx数据手册、用户手册、API手册以及HK32F030xMxx开发板原理图。 Package:HK32F030xMxx Ke…

React.FC详细解说

React.FC 是 React 中的一个泛型,用于定义函数式组件(Functional Component)。在 TypeScript 中,React.FC 可以帮助开发者进行类型推导,使得编写 React 组件更加方便。 React.FC 的定义如下: typescript复…

任务系统之API子任务

日常运维工作中有许多的任务要执行,例如项目发布/数据备份/定时巡检/证书更新/漏洞修复等等,大部分的任务都会有多个步骤共同完成,例如一个发布任务会有拉代码、编译、分发、通知等等步骤,而不同的任务可能还包含相同或相似的步骤…

PRL算法调控

伴随汽车电子技术发展,传统轮式车辆制动系统的气体或液体传输管路长,阀类原件多原有的真空助力系统无法兼顾车辆的再生制动功能,而再生制动功能是混合动力车辆是混动车辆最主要的市场优势之一,真空助力器逐渐被eBooster 所取代。针…

微信小程序 - 渲染和逻辑

通信模型 渲染层的界面使用了WebView 进行渲染;逻辑层采用JsCore线程运行JS脚本。 数据驱动 WXML会解析对应model值,并生成js对象,最后生成最终的dom树。 当model发生变更时候,会判断解析wxml后的js对象是否改动,若改动…

[重磅更新] Mac玩游戏必备!Crossover24版现已上线!附免费升级攻略 Crossover软件使用方法安装程序 免费版

好久不见啦,最近一直在忙着研究Mac玩游戏,什么幻兽帕鲁、女神异闻录之类的,有些沉迷了,实在对不住大家… 不过今天还是给大家带来了好消息!那就是让Mac玩游戏不再是笑话的神器,Crossover正式发布了2024版&a…

使用CANoe进行27服务安全认证解密算法

方法:通过cdd文件dll文件进行27服务通过安全认证解密 步骤1:菜单栏选中Diagnostics&XCP这一栏, 步骤2:鼠标左击CANdelaStudio 步骤3:弹出如下弹窗,选择 I accept 步骤4:选择新建 步骤5&…

下载nvm注意事项

不能在有空格的文件夹里面!!!!!!并且需要将原先有的node卸载! (去控制面板下卸载) 我原先下在了Program Files里面 安装参考: nvm安装,nvm的使…

redis-Redis主从,哨兵和集群模式

一,Redis的主从复制 ​ 主机数据更新后根据配置和策略, 自动同步到备机的master/slaver机制,Master以写为主,Slave以读为主。这样做的好处是读写分离,性能扩展,容灾快速恢复。 1.1 环境搭建 如果你的redi…

ModStartCMS v8.1.0 图片前端压缩,抖音授权登录

ModStart 是一个基于 Laravel 模块化极速开发框架。模块市场拥有丰富的功能应用,支持后台一键快速安装,让开发者能快的实现业务功能开发。 系统完全开源,基于 Apache 2.0 开源协议,免费且不限制商业使用。 功能特性 丰富的模块市…

学习JAVA的第十天(基础)

目录 API之Math 获取绝对值 向上取整 向下取整 四舍五入 获取两个整数的较大值 获取两个整数的较小值 获取平方根 获取立方根 获取一个数的几次幂 获取随机数 API之System 终止当前运行的JAVA虚拟机 返回当前系统的时间毫秒值 数组拷贝 API之Runtime 获取Runt…

websocket 通用类封装和使用

websocket 工具类封装 export default class SocketService{static instancenull;static get Instance(){if(!this.instance){this.instancenew SocketService();}}wxnull;callBackMapping{};connectedfalse;sendRetryCount0;connectRetryCount0;connect(){if(!window.WebSock…

手机AI摄影时代开启,传音引领行业标准化建设

今年春节,AI摄影可谓大出风头。人们在社交平台晒出自己在龙年的AI写真,极大地增添了节日的氛围感,也让我们看到了“AI摄影”的价值。新年伊始,手机巨头们纷纷布局该赛道,基于AI大模型实现的影像功能成为业界关注焦点。…

Go编译DLL与SO

1. 简介 将Go编译成DLL/SO供其他语言调用。 .DLL&#xff1a;文件是 Windows 操作系统的动态链接库文件。.SO 文件是 Unix、Linux 和其他类 Unix 系统的共享库文件。 2. Go编译DLL/SO 注意 export后面导出的方法名一定要大写。 package main/* #include <stdlib.h>…

Java Web(十)--jQuery

介绍 官网文档&#xff1a;jQuery 教程 jQuery API 中文文档 | jQuery API 中文在线手册 | jquery api 下载 | jquery api chm 下载地址&#xff1a;https://jquery.com/download/%20jQuery jQuery 是一个快速的&#xff0c;简洁的 javaScrip工具库&#xff0c;使用户能更方…

C语言 变量

变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C 中每个变量都有特定的类型&#xff0c;类型决定了变量存储的大小和布局&#xff0c;该范围内的值都可以存储在内存中&#xff0c;运算符可应用于变量上。 变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头…

全网最新的软件测试面试八股文

&#x1f345; 视频学习&#xff1a;文末有免费的配套视频可观看 &#x1f345; 关注公众号【互联网杂货铺】&#xff0c;回复 1 &#xff0c;免费获取软件测试全套资料&#xff0c;资料在手&#xff0c;涨薪更快 测试技术面试题 1、什么是兼容性测试&#xff1f;兼容性测试侧…