简要对比TWI总线与I2C总线
TWI,IIC总线
采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简
化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统 的更改和扩充极为容易。 常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS） 总线、单总线（1－WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）总线及Microwire/PLUS 等。
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时， 起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两 次读/写方向位正好反相。
4、总线的寻址
I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节 （寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义
D7～D1位组成从机的地址。D0位是数据传送方向位， 为“0”时表示主机向从机写数据，为“1”时表示主机由从 机读数据。
每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传 送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟 随一位应答位（即一帧共有9位）。
由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机 正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据）， 它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号 以结束总线的数据传送。 如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后 无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的 第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终 止信号以结束数据的继续传送。 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须 向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的 “非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主 机产生终止信号。
两线串行总线概述
两线串行总线采用TWI协议。对外只有两根线。一根数据线SDA，一根时 钟线SCL。可与128个从设备连接。连接方式如图所示：
TWII2C总线技术_单片机
图5.11 启动、停止和重启动状态
• 5、地址数据包格式
在TWI 总线上传送的地址包均为9位，包括7位地 址位、1 位READ/WRITE 控制位与1位应答位。 如果READ/WRITE 为1，则执行读操作；否则执 行 写 操 作 。 从 机 被 寻 址 后 ， 必 须 在 第 九 个 SCL (ACK) 周期通过拉低SDA 作出应答。若该从机忙 或有其它原因无法响应主机，则应该在ACK 周期 保持SDA 为高。然后主机可以发出STOP 状态或 REPEATED START状态重新开始发送。地址包 包括从机地址与分别称为SLA+R 或SLA+W 的 READ 或WRITE 位。
（3） TWDR 只有在TWINT 为高时方可写入。否则， 访问被忽略，寄存器TWCR 的写碰撞位TWWC 置位。 TWDR更新后，TWINT位应清零后继续传送。 通过对 TWCR寄存器中写入下述值完成操作：
（4） 这过程会一直重复下去，直到最后的字节发 送完且发送器产生 STOP 或REPEATED START 信号 。STOP 信号通过在 TWCR 中写入下述值 实现：
• Bits 7..1 – TWA: TWI 从机地址寄存器其值为从机 地址。
• Bit 0 – TWGCE: 使能TWI 广播识别置位后MCU 可以识别TWI 总线广播。
• 5.4.6 使用TWI AVR的 TWI接口是面向字节和基于中断的。所有 的总线事件，如接收到一个字节或发送了一个 START 信号等，都会产生一个TWI 中断。 由于TWI 接口是基于中断的，因此TWI接口在字 节发送和接收过程中，不需要应用程序的干预。 TWCR 寄存器的 TWI 中断允许TWIE位和SREG 寄存器的全局中断允许位一起决定了应用程序是 否响应TWINT标志位产生的中断请求。
I2C总线——总结
I2C总线——总结I2C总线是一种串行数据通信协议，用于连接集成电路之间进行通信。
它由Phillips公司于1982年首次提出，并在随后的几十年中得到广泛应用和发展。
I2C总线采用两根线（SDA和SCL）进行通信，具有简单、高效的特点，适用于较短距离的通信。
首先，I2C总线的架构包括两个主要组成部分：主设备和从设备。
主设备通常是微控制器或其他控制器，负责发起和控制通信。
从设备是主设备的外围设备，例如传感器、电池芯片、存储器等。
主设备通过发送信号来控制从设备，并接收从设备发送的响应信号。
在I2C通信中，数据以字节为单位传输，每个字节都包含8位。
通信的起始由主设备发起，并发送设备地址标识。
从设备必须匹配该地址才能进入通信状态。
在通信过程中，主设备发送读取或写入指令，然后发送或接收数据。
每个数据字节都由从设备发送确认信号，以确保数据的准确接收。
除了基本的读写操作，I2C总线还支持一些高级功能，例如时钟同步、主从模式切换和热插拔功能。
这些功能使得I2C总线适用于各种应用场景，包括电子设备、通信系统、工业控制和汽车电子等。
然而，尽管I2C总线具有许多优点，但也存在一些限制和挑战。
首先，I2C总线在传输速度方面不如其他通信协议（如SPI和CAN）。
其次，长距离传输可能受到电压下降、信号失真和干扰等因素的影响。
此外，I2C总线的主设备需要额外的控制逻辑和处理能力，这可能增加系统的复杂性和成本。
综上所述，I2C总线是一种非常常用和实用的串行通信协议。
它具有简单、高效的特点，适用于较短距离的设备间通信。
通过多主机配置和高级功能支持，I2C总线可以满足各种应用的需求。
然而，需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的通信协议，以确保系统的性能和可靠性。
SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别
SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别第一个区别当然是名字：SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口);I2C(INTER IC BUS：意为IC之间总线)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)第二，区别在电气信号线上：SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。
SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。
提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI 主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。
如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。
I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。
在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。
如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。
（注：I2C资料了解得比较少，这里的描述可能很不完备）UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。
显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。
第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；第四，看看牛人们的意见吧！wudanyu：I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。
SPI、I2C、UART三种串行总线的原理、区别及应用
简单描述：SPI 和I2C这两种通信方式都是短距离的，芯片和芯片之间或者其他元器件如传感器和芯片之间的通信。
SPI和IIC是板上通信,IIC有时也会做板间通信,不过距离甚短,不过超过一米,例如一些触摸屏,手机液晶屏那些很薄膜排线很多用IIC,I2C能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。
I2C 是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。
总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。
多路微控制器能在同一个I2C总线上共存这两种线属于低速传输；而UART是应用于两个设备之间的通信，如用单片机做好的设备和计算机的通信。
这样的通信可以做长距离的。
UART和,UART就是我们指的串口,速度比上面三者快,最高达100K左右,用与计算机与设备或者计算机和计算之间通信,但有效范围不会很长,约10米左右,UART优点是支持面广,程序设计结构很简单,随着USB的发展,UART也逐渐走向下坡；SmBus有点类似于USB设备跟计算机那样的短距离通信。
简单的狭义的说SPI和I2C是做在电路板上的。
而UART和SMBUS是在机器外面连接两个机器的。
详细描述：1、UART(TX,RX)就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。
数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。
在多机通信上面用的最多。
2、SPI(CLK,I/O,O,CS)接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART 的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。
一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。
3、I2C(SCL,SDA)接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。
一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。
第七章 TWII2C总线技术 单片机
//停止I2C void iic_stop(void) { clr_iic_scl(); DelayuS(30); clr_iic_sda(); DelayuS(30); set_iic_scl(); DelayuS(30); set_iic_sda(); } //向I2C发送一个字节 void iic_write_8bits(byte writedata) { byte i; for(i=8;i!=0;i--) { clr_iic_sda(); if(writedata&0x80) set_iic_sda(); set_iic_scl(); DelayuS(30); clr_iic_scl(); DelayuS(30); writedata=writedata<<1; } }
void iic_start(void) { set_iic_en(); set_iic_output(); set_iic_sda(); DelayuS(30); set_iic_scl(); DelayuS(30); clr_iic_sda(); DelayuS(30); clr_iic_scl(); } //等待ACK响应 void iic_wait_ack(void) { byte ErrorBit; set_iic_sda(); DelayuS(30); set_iic_scl(); set_iic_input(); DelayuS(30); while(get_iic_sda()) ; set_iic_output(); clr_iic_scl(); }
//ACK响应 void iic_ack(void) { clr_iic_sda(); DelayuS(30); set_iic_scl(); DelayuS(30); clr_iic_scl(); DelayuS(30); set_iic_sda(); } //NOACK响应 void iic_no_ack(void) { set_iic_sda(); DelayuS(30); set_iic_scl(); DelayuS(30); clr_iic_scl(); }
SPI总线,IIC总线
2
I2C总线 总线
I2C总线始终和先进技术保持同步，并保持其向 总线始终和先进技术保持同步， 总线始终和先进技术保持同步 下兼容性。 下兼容性。 I2C总线采用二线制传输，一根是数据线SDA 总线采用二线制传输，一根是数据线 总线采用二线制传输 ），另一根是时钟线 （Serial Data Line），另一根是时钟线 ），另一根是时钟线SCL ），所有 （serial clock line），所有 2C器件都连接在 ），所有I 器件都连接在 SDA和SCL上，每一个器件具有一个唯一的地 和 上 址。 I2C总线是一个多主机总线，总线上可以有一 总线是一个多主机总线， 总线是一个多主机总线 个或多个主机（或称主控制器件）， ），总线运行 个或多个主机（或称主控制器件），总线运行 由主机控制。 由主机控制。 I2C总线支持多主（multi-mastering）和主从 总线支持多主（ 总线支持多主 ） （master-slave）两种工作方式。 ）两种工作方式。 3
4
I2C总线 总线
多主方式下， 总线上可以有多个主机 总线上可以有多个主机。 总线 多主方式下，I2C总线上可以有多个主机。I2C总线 需通过硬件和软件仲裁来确定主机对总线的控制权。 需通过硬件和软件仲裁来确定主机对总线的控制权。 主从工作方式时，系统中只有一个主机， 主从工作方式时，系统中只有一个主机，总线上的 其它器件均为从机（具有I 总线接口），只有主 总线接口）， 其它器件均为从机（具有 2C总线接口），只有主 机能对从机进行读写访问，因此， 机能对从机进行读写访问，因此，不存在总线的竞 争等问题。在主从方式下， 总线的时序可以模 争等问题。在主从方式下，I2C总线的时序可以模 总线的使用不受主机是否具有I 拟 ，I2C总线的使用不受主机是否具有 2C总线接口 总线的使用不受主机是否具有 总线接口 的制约。 的制约。 ——MCS-51系列单片机本身不具有 2C总线接口， 系列单片机本身不具有I 总线接口， 系列单片机本身不具有 总线接口 可以用其I/O口线模拟 总线 口线模拟I 可以用其 口线模拟 2C总线
i2c总线的工作原理与应用
i2c总线的工作原理与应用1. 简介i2c（Inter-Integrated Circuit）总线是一种常见的串行通信总线，用于在集成电路之间进行数据传输。
它采用两根线（SDA和SCL）进行通信，支持多主机和多从机的连接。
i2c总线通常用于连接传感器、存储器、显示器等设备。
2. 工作原理i2c总线采用主从式架构。
主机（Master）负责控制总线的访问和数据传输，从机（Slave）接收并响应主机的指令。
2.1 信号线i2c总线有两根信号线：•SDA（Serial Data Line）：用于传输数据。
•SCL（Serial Clock Line）：用于同步数据传输。
2.2 传输模式i2c总线支持两种传输模式：•标准模式（Standard Mode）：最大传输速率为100kbps。
•快速模式（Fast Mode）：最大传输速率为400kbps。
2.3 通信流程i2c总线的通信流程如下：1.主机发送起始信号（Start）：主机将SDA从高电平拉到低电平，然后拉低SCL线。
2.主机发送地址和读写位：主机发送从机的地址和读写位，指定数据是读取还是写入操作。
3.从机应答：从机接收地址和读写位后，发送应答信号（ACK）给主机。
4.数据传输：主机和从机之间传输数据，每个字节都要从高位（MSB）依次传输到低位（LSB）。
5.应答验证：每个字节传输后，接收方发送应答信号，表示接收成功。
6.停止信号（Stop）：主机发送停止信号，将SDA从低电平拉到高电平，然后拉高SCL线。
应用案例i2c总线广泛应用于各种电子设备中，以下是一些常见的应用案例：3.1 传感器模块传感器模块通常使用i2c总线进行数据传输。
例如，温度传感器可以通过i2c 总线将实时温度数据发送给主控制器，以便进行温度监测和控制。
3.2 存储器i2c总线可以连接到存储器芯片，用于存储和读取数据。
例如，实时时钟芯片可以使用i2c总线来存储和读取时间数据。
3.3 显示器一些液晶显示器可以通过i2c总线进行控制和数据传输。
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简要对比TWI总线与I2C总线
摘要在简要对比TWI总线与I2C总线的基础上，详细介绍TWI总线的内部模块、工作时序和工作模式，并给出一个编程实例加以说明．对TWI总线和传统的I2C总线的正确区分及使用具有现实的指导意义。
关键词两线串行总线TWI I2C
AVR系列的单片机内部集成了TWI(Two-wire SerialInterface)总线。
该总线具有I2C总线的特点，即接线简单，外部硬件只需两个上拉电阻，使用时钟线SCL和数据线SDA就可以将128个不同的设备互连到一起；而且支持主机和从机操作，器件可以工作于发送器模式或接收器模式，数据传输率高达400 kHz。
正因为TWI总线具有这么多的优点，因此受到了使用者的青睐。
由于该总线与传统的I2C总线极其相似。
因此不少人误以为TWI总线就是I2C总线，其实这只是一种简单化的理解。
TWI总线是对I2C总线的继承和发展。
它定义了自已的功能模块和寄存器，寄存器各位功能的定义与I2C总线并不相同；而且TWI总线引入了状奁寄存器，使得TWI总线在操作和使用上比I2C总线更为灵活。
在实际应用上，由于大部分单片机内部没有集成I2C总线，因此单片机的控制是通过模拟I2C总线的时序来完成其操作的。
AVR系列的单片机内部集成了TWI总线，而且其用法也比I2C更为灵活。
本文结合一个实例对TWI总线的内部模块、工作时序和工作模式进行了详细介绍，目的在于正确区分TWI 总线和传统的I2C总线，对如何正确使用TWI总线编程也具有现实的指导意义。
1 TWI内部模块
TWI内部由总线接口单元、比特率发生器、地址匹配单元和控制单元等几个子模块组成，如罔1所示。
图中，SCL、SDA为MCU的TWI接口引脚。
引脚的输出驱动器包含一个波
形斜率限制器以满足TWI规范；引脚的输入部分包含尖峰抑制单元，以去除小于50ns的毛刺。
总线接口单元包括数据与地址寄存器TWDR、START／STOP控制器和总线仲裁判定硬件电路。
比特率发生器单元用来控制TWI工作于主机模式时时钟信号SCL的周期，具体由TWI状态寄存器TWSR的预分频系数以及比特率寄存器TWBR设定；当TWI工作于从机模式时，无需对比特率或预分频进行设定。
地址匹配单元将检测从总线上接收到的地址是否与TWAR寄存器中的7位地址相匹配。
控制单元监视TWI总线，根据TWI控制寄存器TWCR的设置作出相应的响应。
2 TWI的工作时序
TWT接口是面向字节和基于中断的。
所有的总线事件(例如接收到一个字节或发送一个START信号等)，都会产生一个TWI中断。
由于TWI接口是基于中断的，因此TWI接口在字节发送和接收过程中，不需要应用程序干预。
TWCR寄存器的TWI中断允许TWTE位和
SREG寄存器的全局中断允许一起决定应用程序是否响应TWINT标志位产生的中断请求。
如果TWIE被清零，则应用程序只能采用轮询TWINT标志位的方法来检测TWI总线状态；
如果TWINT标志位被置位，则表示TWI接口完成了当前的操作，等待应用程序响应。
在这种情况下，TWI状态寄存器TWSR包含了当前TWI总线的状态值。
应用程序可读取TWCR 的状态码，判别此时的状态码是否正确，并通过设置TWCR与TWDR寄存器来决定下一个TWI总线周期TWI接口应如何工作。
典型的主机字节发送的工作时序如图2所示。
3 TWI的工作模式
TWI可以工作于4种不同的模式，即主机发送模式(MT)、主机接收模式(MR)、从机发送模式(ST)和从机接收器模式(SR)。
即使同一应用程序也可以使用几种模式。
例如，TWI可用MT模式向TWI的EEPROM写入数据，用MR模式从EEPROM读取数据。
如果系统中有其他主机存在，则它们可能给TWI发送数据，此时可以用SR模式。
由应用程序决定采用何种模式。
由于在实际使用过程中，多使用主机发送模式，所以只对主机发送模式作详细介绍，其它模式下格式和状态可以依此类推。
在主机发送模式下，主机向从机发送数据。
为了进入主机模式，必须先发送START信呼；紧接着的地址包格式决定是进入MT或MR模式。
如果发送SLA+W，则进入MT模式；如果发送SLA+R，则进入MR模式。
主机发送模式的格式和状态如图3所示。
4 TWI的编程实例
下面将通过一个具体的实例来说明如何在实际应用中对TWl进行编程。
本程序的主要功能是向PCA9554中写入数据，若错误则返回一1；否则返回O。
其中参数command为命令字节，data为要写入的数据。
5 结论
AVR系列单片机内部有可编程Flash，自带EEPROM，支持JTAG接口片内调试和对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程，因此成为众多单片机芯片的首选。
同时，AVR系列单片机内部集成有TWI接口，弥补了其他型号单片机依靠时序模拟完成I2C芯片工作的缺陷。
本文通过对TWI总线的详细介绍，旨在介绍一种对TWI总线进行编程的方法，对TWI的正确使用具有现实的指导意义。