中頻解調電路中的I2C總線接口電路
在該中頻解調的接口電路中,基于I2C總線傳輸協議,通過對狀態機與控制邏輯的優化設置,只需要1個3位的狀態機便可實現電路的使能、啟動、終止、應答、復位、選址等功能,電路得到了最優化,且通過地址選擇位的增加,防止了芯片地址沖突,極大地改善了電路的可靠性及穩定性。
1 I2C總線的特點及數據傳輸
1.1 總線特點
I2C總線是由數據線SDA和時鐘線SCL構成的雙向串行總線,I2C總線上的所有節點,如主控器、外圍器件、接口模塊都連接到SDA,SCL上,在總線備用時,SDA和SCL都保持高電平,I2C不工作時SCL嵌位在低電平。為了使總線上所有電路的輸出都能實現“線與”功能,I2C總線接口電路的輸出端必須是漏極開路結構,輸出端要接上拉電阻。
1.2 總線的數據傳輸格式
I2C總線數據傳送格式按圖1進行。首先由主控設備發出起始信號(S),即SDA在SCL高電平期間由高電平跳變為低電平,然后主控器發送1個字節的數據。首先傳送的是最高位(MSB)。在傳輸了每個字節之后,必須要有接收設備發出1位應答信號。
起始信號后的第1個字節是尋址字節,尋址字節的高7位是接收設備的地址,第8位是方向位,“O”發送數據(寫狀態),“1”接收數據(讀狀態)。尋址字節后面可以有很多數據字節,每個字節后都要有一位發自接收設備的應答信號。在結束與該接收設備通信時,主控設備
必須發出終止信號(P),即在時鐘線SCL為高電平期間,SDA由低電平跳變為高電平。
2 中頻解調電路I2C總線接口的實現
電視中頻解調電路中的I2C總線接口主要由輸入濾波器、地址寄存器、移位寄存器、控制寄存器、狀態機與控制邏輯、讀狀態寄存器、輸出模式寄存器等構成,如圖2所示。其中,輸入濾波器具有I2C總線邏輯兼容電平,輸入時鐘與內部時鐘同步,可濾除部分干擾信號。控制邏輯作為控制核心控制著每一部分的狀態。地址寄存器存放著自己的7位地址,用來與接收到的地址比較。移位寄存器、輸出模式寄存器與讀狀態寄存器端口并行相接,各存儲著8位數據字節。
(1)起始信號與結束信號檢測。起始信號與結束信號的檢測由2個下降沿D觸發器和1個反相器構成,如圖3所示。D1在SDA從高電平跳變到低電平時觸發,此時只有當SCL保持高電平時,Start才為1,即檢測到起始信號。同理,D2在SDA從低電平跳變到高電平時觸發,此時只有當SCL保持高電平時,Stop才為1,即檢測到結束信號。
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