【经验】如何基于8位单片机EFM8LB实现I2C Slave高速通信?
I2C协议自诞生以来,一直在持续不断地发展,双向数据传输位速率已先后有标准模式下的100Kbit/s、快速模式下的400Kbit/s以及高速模式下的3.4Mbit/s。
世界著名精密混合器件方案提供商SILICON LABS,其推出的8位单片机EFM8LB,具有高性能、高集成度、小体积等特性,被广泛应用在光模块、电机控制、IoT等产品上,它可以支持I2C Slave模式下的高速I2C通信,本文将详细说明它的实现方法,供大家参考。
一、EFM8LB的I2C Slave
图1 EFM8LB的I2C Slave外设结构框图
EFM8LB的I2C Slave仅支持从属模式,它可以实现的通信速率有:标准(最高100 kbps),快速(400 kbps),快速增强(1 Mbps)和高速(3.4 Mbps)传输速度。它时钟低位扩展(时钟延长)、高速I2C模式检测、硬件识别从站地址(7位)和自动确认地址/数据,而且,收到匹配的从机地址时,从低功耗模式自动唤醒等等。
二、EFM8LB I2C Slave如何进入、退出高速模式
I2C协议支持高速模式(HS模式)传输,允许设备以高达3.4 Mbps的速率传输数据,并与低速设备保持完全向下兼容。除了要求固件启用I2CSLAVE0外设之外,I2CSLAVE0外设与I2C HS模式操作兼容,无需任何固件干预。
默认情况下,I2C总线的工作速度仅为快速模式(F / S模式),最大传输速率为400 kbps。只有在I2C总线上出现以下位序列后,I2C总线才会从F / S模式切换到HS模式:
1. START bit (S)
2. 8-bit master code (0000 1XXX)
3. NACK bit (N)
HS模式主代码是保留的8位代码,不用于从机寻址或其他目的。 HS模式兼容的I2C主设备将通过以不超过400 kbps的传输速率在I2C总线上传输上述位序列来将I2C总线切换到HS模式。之后,主设备可以切换到HS模式,以最高3.4 Mbps的速率传输数据。当I2C主器件发送STOP位时,I2C总线切换回F / S模式。
三、EFM8LB I2C Slave读、写操作
I2C”主写入”数据,即数据从“主à从”。操作流程如下:
图2 I2C”主写入”数据时序图
图3 I2C”主读”数据流程图
I2C”主读”数据,即数据从“从à主”。操作流程如下:
图4 I2C”主读”数据时序图
图5 I2C”主读”数据流程图
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