iic總線最多可以掛多少個(gè)從設(shè)備？

IIC總線，也被稱為I2C總線，是一種串行通信協(xié)議，廣泛使用于數(shù)字電路和電腦內(nèi)部件之間的通訊。該協(xié)議允許多個(gè)器件共用簡(jiǎn)單的通訊線，以低成本、低功耗的方式實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的交互通訊。在本篇文章中，我們將探討IIC總線能掛多少個(gè)從設(shè)備及相關(guān)的一些細(xì)節(jié)。

IIC總線概述

IIC總線是一種雙向的串行總線，主要用于連接微控制器、傳感器、LCD驅(qū)動(dòng)器、EEPROM及其他集成電路等眾多數(shù)字設(shè)備。該總線由飛利浦公司（Philips）于1982年首次開(kāi)發(fā)，如今這種通訊協(xié)議已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)。目前，IIC總線已被多個(gè)公司采用，廣泛使用于消費(fèi)性電子市場(chǎng)、工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車電子和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。

IIC總線的工作原理

IIC總線由兩根線組成：串行數(shù)據(jù)線(SDA)和串行時(shí)鐘線(SCL)。IIC總線是一種主從式結(jié)構(gòu)協(xié)議，總線上必須有一個(gè)主設(shè)備。主設(shè)備可以發(fā)送數(shù)據(jù)給從設(shè)備，也可以從一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備接收數(shù)據(jù)。

IIC總線的一種基本結(jié)構(gòu)，其中，主設(shè)備通過(guò)兩條線之間的交互來(lái)控制總線。當(dāng)主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它將其串行發(fā)送至SDA線上。在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，主設(shè)備向SCL線發(fā)送一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，以確保數(shù)據(jù)在總線上以正確的速率提交給接收方從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備接收到數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的確認(rèn)信號(hào)，以確保主設(shè)備知道數(shù)據(jù)已經(jīng)被成功接收。

IIC總線通訊速度

IIC總線的通訊速度以每秒的位數(shù)，或者bits/second（bps）來(lái)衡量。其通訊速度的理論上限是400 kbps，但實(shí)際上的速率受到大量因素的影響，包括總線長(zhǎng)度、電容、噪聲水平等等因素。最常見(jiàn)的IIC總線通訊速率是100 kbps和400 kbps兩種。較快的400 kbps通常用于短距離或高噪聲的通訊環(huán)境，而速率較慢的100 kbps適用于長(zhǎng)距離通訊或低噪聲的環(huán)境。

IIC總線的物理特性

IIC總線的特性如下：

1.總線拓?fù)洌篒IC總線支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但必須有一個(gè)主設(shè)備。

2.電氣特性：IIC總線采用開(kāi)漏輸出結(jié)構(gòu)，每個(gè)設(shè)備上都有一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制SDA線的狀態(tài)。

3.電壓水平：IIC總線的標(biāo)準(zhǔn)電壓水平是5V和3.3V。但是，IIC總線可以使用任何電壓范圍，只要電平保證能夠使IIC總線正常工作即可。

4.時(shí)鐘同步：IIC總線是一個(gè)同步通信協(xié)議，需要各設(shè)備間同步時(shí)鐘信號(hào)。

IIC總線的尋址方式

IIC總線尋址是通過(guò)主設(shè)備來(lái)控制的，主要有兩種尋址方式：

1.7位尋址

該方式可以連接128個(gè)不同的設(shè)備，每個(gè)設(shè)備使用一個(gè)不同的7位地址。

2.10位尋址

該方式可以連接1024個(gè)不同的設(shè)備，每個(gè)設(shè)備使用一個(gè)不同的10位地址。

IIC總線支持多主設(shè)備

IIC總線可以支持多個(gè)主設(shè)備，但是在每個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)主設(shè)備處于活動(dòng)狀態(tài)。如果多個(gè)主設(shè)備同時(shí)發(fā)生，那么它們將競(jìng)爭(zhēng)總線的控制權(quán)，直到只有一個(gè)設(shè)備獲得控制權(quán)為止。在某個(gè)主設(shè)備控制總線時(shí)，其他主設(shè)備將處于等待狀態(tài)。在使用多主設(shè)備時(shí)，要確保它們的協(xié)同邏輯設(shè)計(jì)得可靠，以避免數(shù)據(jù)丟失和不良的通訊效果。

IIC總線對(duì)從設(shè)備的要求

IIC總線連接的從設(shè)備必須要能夠支持IIC總線的協(xié)議規(guī)范。從設(shè)備應(yīng)具備以下特性：

1. 支持IIC總線協(xié)議，包括7位和10位的尋址方式。

2. 能夠處理指令，包括讀取和寫(xiě)入操作。

3. 能夠產(chǎn)生適時(shí)的響應(yīng)：從設(shè)備應(yīng)該能夠在指定的時(shí)間內(nèi)對(duì)主設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)請(qǐng)求或命令做出響應(yīng)。

4. 具備穩(wěn)定性：從設(shè)備應(yīng)該具有穩(wěn)定、可靠的特性，以確保良好的通訊效果。

5. 低耗電：從設(shè)備應(yīng)該是低功耗的，以確保整個(gè)IIC總線工作時(shí)的低功耗和可持續(xù)性。

IIC總線尋址規(guī)則

IIC總線連接的從設(shè)備需要有一個(gè)獨(dú)特的物理地址，IIC總線可以使用不同的尋址方式：

1. 從地址尋址：從地址尋址是指每個(gè)從設(shè)備有一個(gè)唯一的從地址，該地址由從設(shè)備注冊(cè)。在從地址尋址中，總線上所有的從設(shè)備都可以被上傳輸?shù)健?br />
2. 設(shè)備選擇尋址：設(shè)備選擇尋址是指從設(shè)備沒(méi)有單獨(dú)的地址，在總線上進(jìn)行選擇。在設(shè)備選擇尋址中，從設(shè)備無(wú)需在總線上注冊(cè)，只需使用一個(gè)GPIO線讓主設(shè)備選擇它。

IIC總線掛多少個(gè)從設(shè)備？

IIC總線能夠連接多少?gòu)脑O(shè)備，主要取決于使用的分辨率、總線電阻和分壓器的數(shù)量。

通常來(lái)說(shuō)，連接的設(shè)備數(shù)量多，總線長(zhǎng)，電容器的容量更大，更多的電流就需要相應(yīng)的儲(chǔ)存和釋放，并且總電容器需要降低。因此，IIC總線的從設(shè)備數(shù)取決于幾個(gè)因素：

1.IIC總線電容

IIC總線長(zhǎng)度、連接器、分支器等電氣元素增加，總電容器增加。越大電容器需要更多的電流的儲(chǔ)存和釋放，相應(yīng)的IIC總線上設(shè)備的數(shù)量需要適當(dāng)減少。

2.IIC總線特性

如果設(shè)備速度和IIC總線速度日趨接近，常常需要在電路中添加緩存來(lái)避免設(shè)備掛起。這個(gè)時(shí)候也要考慮IIC總線上設(shè)備的數(shù)量。

3. IIC總線電壓

IIC總線的標(biāo)準(zhǔn)電壓水平是5V和3.3V，然而IIC總線也可以采用其他電壓，只要電平保證能夠使IIC總線正常工作即可。

綜上所述，IIC總線掛多少個(gè)從設(shè)備取決于物理和電氣特性因素，以及電路的電容和 IIC總線電壓的因素等各方面因素。在實(shí)際應(yīng)用中，IIC總線通常能掛載8-10個(gè)從設(shè)備。要注意的是，這個(gè)數(shù)量是理論值，實(shí)際上，IIC總線掛載的從設(shè)備數(shù)量要根據(jù)應(yīng)用實(shí)際情況而定。研發(fā)人員需要具備實(shí)際掌握IIC總線在該應(yīng)用場(chǎng)景下可掛載的從設(shè)備數(shù)量。

總結(jié)

IIC總線是一種廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路和電腦內(nèi)部設(shè)備通訊領(lǐng)域的串行通信協(xié)議。它采用雙線協(xié)議結(jié)構(gòu)，在同一條通信線路上可同時(shí)傳輸多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)。該協(xié)議允許多個(gè)器件共用簡(jiǎn)單的通信線路，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的交互通訊，通訊速率可達(dá)400kbps，IIC總線常掛載8-10個(gè)從設(shè)備，具體數(shù)量由應(yīng)用實(shí)際情況而定。在應(yīng)用中，研發(fā)人員需要掌握IIC總線在該應(yīng)用場(chǎng)景下可掛載的從設(shè)備數(shù)量，在實(shí)際中靈活選擇從設(shè)備數(shù)量，以確保IIC總線發(fā)揮其最大的有效性。