摘要：串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的一个显著特点，其中Philips公司推出的I2C总线最为著名。ST9+系列是意法半导体公司的单片机产品，能够很好地支持I2C总线协议。本文以ST9+单片机为例阐述I2C总线协议，并给出在ST9+单片机上实现I2C总线驱动程序的流程和方法。

    关键词：I2C总线 串行扩展总线 ST9+ 总线驱动

串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的一个显著特点，其中Philips公司推出的 I2C总线最为著名。I2C总线最显著的特点是规范的完整性、结构的独立性和用户使用时的简单化。 I2C总线有严格的规范，如接口的电气特性、信号时序、信号传输的定义、总线状态设置、总线管理规则及总线状态处理等。与并行扩展总线相比，串行扩展总线有突出的优点：电路结构简单，程序编写方便，易于实现用户系统软硬件的模块化、标准化等。

　　目前I2C总线技术已为许多著名公司所采用，并广泛应用于视频、音频系统中。推广I2C总线技术将有助于提高我国单片机应用开发水平。意法半导体公司（SGS-THOMSON）是全球十大半导体制造商之一，其领先单片机产品ST9+系列是目前功能比较全面且支持通信协议较多的一款产品，支持包括I2C、USB在内的多种通信协议。本文以ST9+系列单片机中的ST92163为例，阐述其对I2C总线的支持方式，并给出在ST92163单片机上实现I2C总线协议的程序流程和方法。

1 ST9+系列单片机结构及其对I2C总线的支持

1.1 ST9+系列单片机的结构和特点

　　ST92163单片机是ST9+系列单片机中的典型产品，如图1所示。本文以该款单片机为例介绍ST9+系列产品。该产品为8位/16位兼容单片机，片内含20 KB的ROM和2 KB的RAM，主频24 MHz，拥有256个寄存器，最大内存寻址4 MB，支持I2C、SPI以及USB在内的多种串行通信协议，在视频、音频等方面具有广泛的应用。其256个寄存器分为224个通用寄存器、16个系统寄存器和16个页寄存器。其中16个页寄存器对应64页，可通过改变当前页来切换不同功能的16个页寄存器。

1.2 ST9+系列单片机对I2C总线的支持

　　ST9+支持2种模式的I2C总线，包括100 kHz的标准I2C模式和400 kHz的快速I2C模式。同时ST9+系列单片机也支持7位和10位2种长度的地址码，并采用DMA的方式使对单片机处理时间的占用降到最小。除此之外，ST9+为支持I2C总线协议还具备以下特征：内部并行总线与I2C串行总线的转换、总线上多主器件的支持和接收或者发送标志产生、发送或接收数据完毕标志产生、发送过程中错误检测以及支持错误发生后产生中断等。

　　针对主器件模式，ST9+系列单片机还增加了总线时钟产生、总线忙标志产生、开始位标志检测、总线仲裁丢失标志产生以及开始和结束标志产生等特征。而针对从设备，ST9+也有相关特征支持，包括有停止位标志检测、设备地址编程、发送错误检测、数据发送或接收完毕标志产生和开始或结束错位检测等特征。

　　ST9+系列单片机中实现I2C总线协议的寄存器共有16个，如图2所示。其中初始化寄存器6个，包括I2C自地址寄存器I2COAR1和I2COAR2、地址调用寄存器I2CADR、时钟控制寄存器I2CCCR和I2CECCR以及控制寄存器I2CCR；数据发送和接收寄存器4个，包括数据寄存器I2CDR、控制寄存器I2CCR、状态寄存器I2CSR1和I2CSR2；I2C相关中断和DMA寄存器7个，包括中断状态寄存器I2CISR、中断掩码寄存器I2CIMR、中断向量寄存器I2CIVR、接收DMA地址指针寄存器I2CRDAP、接收DMA事务计数寄存器I2CRDC、发送DMA