Ngườibáocáo:NguyễnChíLinhTàiliệu:TUT02.01
Ngày:9/8/2006Trang:1/10
Tutorialno02.01
Gửiđến:www.picvietnam.com
Nộidung:ChuẩngiaotiếpI2C–I2CtrongPIC
MICROSOFTWORD
Tómtắt:
GiớithiệuchungvềI2C
‐ ĐặcđiểmchungvềI2C:giaothức,địachỉ
‐ Cácchếđộhoạtđộng:master‐slave,multi‐master
ModuleI2CtrongViđiềukhiểnPIC
‐ Cấutrúcphầncứng
‐ Chếđộhoạtđộng:Master,Slave,Multi‐master
1. GiớithiệuchungvềI2C
Ngàynaytrongcáchệthốngđiệntửhiệnđại,rấtnhiềuICshaythiếtbịngoạivicần
phảigiaotiếpvớicácICshaythiếtbịkhác–giaotiếpvớithếgiớibênngoài.Vóimụctiêu
đạtđượchiệuquảchophầncứngtốtnhấtvớimạchđiệnđơngiản,Phillipsđãpháttriển
mộtchuẩngiaotiếpnốitiếp2dâyđượcgọilàI2C.I2ClàtênviếttắtcủacụmtừInter‐
IntergratedCircuit–BusgiaotiếpgiữacácICvớinhau.
LịchsửI2C–Thêmvàođây…(Phầnnàysẽthêmsau…)
I2CmặcdùđượcpháttriểnbớiPhilips,nhưngnóđãđượcrấtnhiềunhàsảnxuấtIC
trênthếgiớisửdụng.I2Ctrởthànhmộtchuẩncôngnghiệpchocácgiaotiếpđiềukhiển,có
thểkểrađâymộtvàitêntuổingoàiPhilipsnhư:TexasIntrument(TI),Maxim‐Dallas,
analogDevice,NationalSemiconductor…BusI2Cđượcsửdụnglàmbusgiaotiếpngoại
vichorấtnhiềuloạiICkhácnhaunhưcácloạiViđiềukhiển8051,PIC,AVR,ARM,chíp
nhớnhưRAMtĩnh(StaticRam),EEPROM,bộchuyểnđổitươngtựsố(ADC),sốtươngtụ
(DAC),ICđiểukhiểnLCD,LED…
Hình1.1.BUSI2Cvàcácthiếtbịngoạivi
Ngườibáocáo:NguyễnChíLinhTàiliệu:TUT02.01
Ngày:9/8/2006Trang:2/10
1.1. ĐặcđiểmgiaotiếpI2C
MộtgiaotiếpI2Cgồmcó2dây:SerialData(SDA)vàSerialClock(SCL).SDAlàđường
truyềndữliệu2hướng,cònSCLlàđườngtruyềnxungđồnghồvàchỉtheomộthướng.
Nhưhìnhvẽtrên,khimộtthiếtbịngoạivikếtnốivàođườngI2CthìchânSDAcủanósẽ
nốivớidâySDAcủabus,chânSCLsẽnốivớidâySCL.
Hình1.2.KếtnốithiếtbịvàobusI2Cởchếđộchuẩn(Standardmode)
vàchếđộnhanh(Fastmode)
MỗidâySDAhaySCLđềuđượcnốivớiđiệnápdươngcủanguồncấpthôngquamột
điệntrởkéolên(pull‐upresistor).Sựcầnthiếtcủacácđiệntrởkéonàylàvìchângiaotiếp
I2Ccủacácthiếtbịngoạivithườnglàdạngcựcmánghở(open‐drainoropen‐collector).
Giátrịcủacácđiệntrởnàykhácnhautùyvàotừngthiếtbịvàchuẩngiaotiếp,thườngdao
độngtrongkhoảng1KΩđến4.7KΩ.
Trởlạivớihình1.1,tathấycórấtnhiềuthiếtbị(ICs)cùngđượckếtnốivàomộtbus
I2C,tuynhiênsẽkhôngxảyrachuyệnnhầmlẫngiữacácthiếtbị,bởimỗithiếtbịsẽđược
nhậnrabởimộtđịachỉduynhấtvớimộtquanhệchủ/tớtồntạitrongsuốtthờigiankết
nối.Mỗithiếtbịcóthểhoạtđôngnhưlàthiếtbịnhậndữliệuhaycóthểvừatruyềnvừa
nhận.Hoạtđộngtruyềnhaynhậncòntùythuộcvàoviệcthiếtbịđólàchủ(master)haytớ
(slave).
MộtthiếtbịhaymộtICkhikếtnốivớibusI2C,ngoàimộtđịachỉ(duynhất)đểphân
biệt,nócònđượccấuhìnhlàthiếtbịchủ(master)haytớ(slave).Tạisaolạicósựphânbiệt
này?ĐólàvìtrênmộtbusI2Cthìquyềnđiềukhiểnthuộcvềthiếtbịchủ(master).Thiếtbị
chủnắmvaitròtạoxungđồnghồchotoànhệthống,khigiữahaithiếtbịchủ/tớgiaotiếp
thìthiếtbịchủcónhiệmvụtạoxungđồnghồvàquảnlýđịachỉcủathiếtbịtớtrongsuốt
quátrìnhgiaotiếp.Thiếtbịchủgiữvaitròchủđộng,cònthiếtbịtớgiữvaitròbịđộng
trongviêcgiaotiếp.
Ngườibáocáo:NguyễnChíLinhTàiliệu:TUT02.01
Ngày:9/8/2006Trang:3/10
Hình1.3.Truyềnnhậndữliệugiữachủ/tớ
Nhìnhìnhtrêntathấyxungđồnghồchỉcómộthướngtừchủđếntớ,cònluồngdữliệu
cóthểđitheohaihướng,từchủđếntớhayngượclạitớđếnchủ.
VềdữliệutruyềntrênbusI2C,mộtbusI2Cchuẩntruyền8‐bitdữliệucóhướngtrên
đườngtruyềnvớitốcđộlà100Kbits/s–Chếđộchuẩn(Standardmode).Tốcđộtruyềncó
thểlêntới400Kbits/s–Chếđộnhanh(Fastmode)vàcaonhấtlà3,4Mbits/s–Chếđộcao
tốc(High‐speedmode).
MộtbusI2Ccóthểhoạtđộngởnhiềuchếđộkhácnhau:
- Mộtchủmộttớ(onemaster–oneslave)
- Mộtchủnhiềutớ(onemaster–multislave)
- Nhiềuchủnhiềutớ(Multimaster–multislave)
Dùởchếđộnào,mộtgiaotiếpI2Cđềudựavàoquanhệchủ/tớ.GiảthiếtmộtthiếtbịA
muốngửidữliệuđếnthiếtbịB,quátrìnhđượcthựchiệnnhưsau:
‐ ThiếtbịA(Chủ)xácđịnhđúngđịachỉcủathiếtbịB(tớ),cừngvớiviệcxácđịnh
địachỉ,thiếtbịAsẽquyếtđịnhviệcđọchayghivàothiếtbịtớ
‐ ThiếtbịAgửidữliệutớithiếtbịB
‐ ThiếtbịAkếtthúcquátrìnhtruyềndữliệu
KhiAmuốnnhậndữliệutừB,quátrìnhdiễnranhưtrên,chỉkháclàAsẽnhậndữliệu
từB.Tronggiaotiếpnày,AlàchủcònBvẫnlàtớ.Chitiếtviệcthiếtlậpmộtgiaotiếpgiữa
haithiếtbịsẽđượcmôtảchitiếttrongcácmụcdướiđây.
1.2. STARTandSTOPconditions
STARTvàSTOPlànhữngđiềukiệnbắtbuộcphảicókhimộtthiếtbịchủmuốnthiết
lậpgiaotiếpvớimộtthiếtbịnàođótrongmạngI2C.STARTlàđiềukiệnkhởiđầu,báo
hiệubắtđầucủagiaotiếp,cònSTOPbáohiệukếtthúcmộtgiaotiếp.Hìnhdướiđâymôtả
điềukiệnSTARTvàSTOP.
Banđầukhichưathựchiệnquátrìnhgiaotiếp,cảhaiđườngSDAvàSCLđềuởmức
cao(SDA=SCL=HIGH).LúcnàybusI2Cđượccoilàdỗi(“busfree”),sẵnsàngchomột
giaotiếp.HaiđiềukiệnSTARTvàSTOPlàkhôngthểthiếutrongviệcgiaotiếpgiữacác
thiếtbịI2Cvớinhau
Ngườibáocáo:NguyễnChíLinhTàiliệu:TUT02.01
Ngày:9/8/2006Trang:4/10
Hình1.4.ĐiềukiệnSTARTvàSTOPcủabusI2C
ĐiềukiệnSTART:mộtsựchuyểnđổitrạngtháitừcaoxuốngthấptrênđườngSDA
trongkhiđườngSCLđangởmứccao(cao=1;thấp=0)báohiệumộtđiềukiệnSTART
ĐiềukiệnSTOP:MộtsựchuyểnđổitrạngtháitừmứcthấplêncaotrênđườngSDA
trongkhiđườngSCLđangởmứccao.
CảhaiđiềukiệnSTARTvàSTOPđềuđượctạorabởithiếtbịchủ.SautínhiệuSTART,
busI2Ccoinhưđangtrongtrangtháilàmviệc(busy).BusI2Csẽrỗi,sẵnsàngchomột
giaotiếpmớisautínhiệuSTOPtừphíathiếtbịchủ.
SaukhicómộtđiềukiệnSTART,trongquatrìnhgiaotiếp,khicómộttínhiệuSTART
đượclặplạithayvìmộttínhiệuSTOPthìbusI2Cvẫntiếptụctrongtrạngtháibận.Tín
hiệuSTARTvàlặplạiSTARTđềucóchứcnănggiốngnhaulàkhởitạomộtgiaotiếp.
1.3. Địnhdạngdữliệutruyền
DữliệuđượctruyềntrênbusI2Ctheotừngbit,bitdữliệuđượctruyềnđitạimỗisườn
dươngcủaxungđồnghồtrêndâySCL,quátrìnhthayđổibitdữliệuxảyrakhiSCLđang
ởmứcthấp.
Hình1.5.Quátrìnhtruyền1bitdữliệu
Mỗibytedữliệuđượctruyềncóđộdàilà8bits.Sốlượngbytecóthểtruyềntrongmột
lầnlàkhônghạnchế.MỗibyteđượctruyềnđitheosaulàmộtbitACKđểbáohiệuđã
nhậndữliệu.Bitcótrọngsốcaonhất(MSB)sẽđượctruyềnđiđầutiên,cácbítsẽđược
truyềnđilầnlượt.Sau8xungclocktrêndâySCL,8bitdữliệuđãđượctruyềnđi.Lúcnày
thiếtbịnhận,saukhiđãnhậnđủ8bítdữliệusẽkéoSDAxuốngmứcthấptạomộtxung
ACKứngvớixungclockthứ9trêndâySDAđểbáohiệuđãnhậnđủ8bit.Thiếtbịtruyền
khinhậnđượcbitACKsẽtiếptụcthựchiệnquátrìnhtruyềnhoặckếtthúc.
Ngườibáocáo:NguyễnChíLinhTàiliệu:TUT02.01
Ngày:9/8/2006Trang:5/10
Hình1.6.DữliệutruyềntrênbusI2C
Hình1.7.BitACKtrênbusI2C
TruyềnNhận
Hình1.8.Lưuđồthuậttoánquátrìnhtruyêngnhậndữliệu
Buffer=databit
BufferFull?
ReadBuffer
SendACK
NO
YES
SDA=data_bit
Clock=8?
ACK?
Next_byte
or STOP
STOP
NO
NO
YES
YES
Kiểmtraxem
đãtruyềnđủ
8
b
i
tch
ưa
![Bộ tài liệu Đào tạo nhân viên chăm sóc khách hàng tại đơn vị phân phối và bán lẻ điện [Chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251001/kimphuong1001/135x160/3921759294552.jpg)
![Ngân hàng câu hỏi thi giữa kì môn Truyền động điện [Mới nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250920/kimphuong1001/135x160/42601758354546.jpg)
