【经验】如何基于8位单片机EFM8LB实现SMBus多机通信？
SMBus总线（兼容I2C），具有占用端口资源少、可以多机通信等优点，自推出以来，便被广泛应用。世界著名精密混合器件供应商SILICON LABS推出的EFM8LBLB系列单片机，具有速度快、性能好、体积小、集成度高等鲜明特征，被广泛应用在光模块、电机控制等产品上，深受广大用户喜爱。当然，该芯片也支持SMBus协议，本文将详细讲解如何基于EFM8LB实现SMBus多机通信，供大家参考。
图1 EFM8LB SMBus外设结构框图
一、EFM8LB在多机通信中的特性
如图1，是EFM8LB SMBus外设结构框图，它支持主模式，从模式和多主模式。在多主机模式中，它支持硬件同步和仲裁。硬件支持7位从站和通用呼叫地址识别，固件支持10位从机地址解码。EFM8LB还具备禁止所有从机状态的能力。
二、EFM8LB在多机通信中硬件的连接
SMBus规范允许在3.0到5.0 V之间的任何电压。 总线上的不同设备可能以不同的电压电平运行。 但是，任何端口引脚上的最大电压必须符合电气特性规范。 双向SCL（串行时钟）和SDA（串行数据）线必须通过上拉电阻器或类似电路连接到正电源电压。 连接到总线的每个设备对于SCL和SDA线都必须具有漏极开路或集电极开路输出，以便在总线空闲时将二者都拉高。 总线上的最大设备数量仅受总线上的上升和下降时间分别不超过300 ns和1000 ns的要求所限制。
图2 SMBus硬件连接图
三、EFM8LB在多机通信中相关寄存器的配置
SMBus配置寄存器（SMB0CF）用于启用SMBus主模式和/或从模式，选择SMBus时钟源，以及选择SMBus时序和超时选项。当ENSMB位置1时，将为所有主事件和从事件启用SMBus。通过将INH位置1可以禁止从事件。在禁止从机事件的情况下，SMBus接口仍将监视SCL和SDA引脚。但是，接口将对所有接收到的地址进行NACK，并且不会产生任何从设备中断。当INH位置1时，所有从事件将在下一次START之后被禁止（中断将在当前传输期间继续）。
当EFM8LB在多机通信中，当处于主机模式，发送时，如下图3，只要将目标从机地址写入即可。
图3 当EFM8LB在SMBus多机通信为主机模式时
当EFM8LB在多机通信中，当处于从机模式，接收时，寄存器SMB0ADM中的EHACK位置1，自动从地址识别和ACK产生使能。 作为接收器，当前由ACK位指定的值将在传入数据字节的ACK周期内自动发送到总线上。 作为发送器，读取ACK位表示在最后一个ACK周期接收到的值。 启用硬件ACK生成后，将不使用ACKRQ位。 如果接收到的从机地址被硬件NACK，则其他从机事件将被忽略，直到检测到下一个START，并且不会产生中断。
EFM8LB的SMBus硬件具有自动识别传入的从设备地址并发送ACK的能力，而无需软件干预。通过将寄存器SMB0ADM中的EHACK位置1来启用自动从地址识别。这将启用自动从地址识别和接收字节的自动硬件ACK生成。用于定义哪个地址的寄存器由硬件识别的SMBus从设备地址寄存器和SMBus从设备地址掩码寄存器。可以使用这两个寄存器指定一个地址或地址范围（包括通用呼叫地址0x00）。两个寄存器中的最高7位用于定义将要确认的地址。从地址掩码SLVM的一位为1，可以比较接收到的从地址和该位的硬件从地址SLV。从地址掩码的某个位为0表示出于比较目的将该位视为“无关”。在这种情况下，传入从站地址上的值可以是1或0。此外，如果寄存器SMB0ADR中的GC位设置为1，则硬件将识别通用呼叫地址（0x00）。
图4 硬件地址识别示例
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