A N 113
S
ERIAL
C
沟通法
相关设备
本应用笔记适用于以下
设备：
C8051F000 ， C8051F001 ， C8051F002 ，
C8051F005 ， C8051F006 ， C8051F010 ， C8051F011 ，
C8051F012 ， C8051F020 ， C8051F021 ，
C8051F022和C8051F023 。
与
SMB
美国
介绍
C8051F0xx设备都配备了一个SMBus
串行I / O设备，兼容的系统
管理总线规范1.1版，以及
作为我
2
C串行总线。在SMBus是一个双向方向
tional ， 2线接口能够通信
与多个设备。 SMBus是一个商标
英特尔;我
2
C是飞利浦半导体公司的商标。
本应用笔记介绍了配置和
SMBus的操作。例如汇编和C
码给出：（1）接口的单个EEPROM中
用1个字节的地址空间中，在组件; （ 2 ）跨
面临多重的EEPROM具有2个字节的地址
空间，在C ;和（3）对等体的对等通信
2 C8051F0xx设备之间，在C.
nizes它自己的地址，并响应，则成为
从设备的传输。要注意的是非常重要的
该分配一个指定的主设备不
有必要的。任何设备可以假定mas-的作用
器或从任何特定的传输。在该情况下
这两个设备尝试启动传输simul-
taneously ，仲裁机制迫使一个设备
放弃总线。该仲裁机制是非
破坏性的（一个设备胜无信息
丢失）。仲裁是深入了任意讨论
tration部分。
两条线均采用SMBus通信模式：
SDA（串行数据） ，和SCL （串行时钟） 。每
线是双向的，与方向取决于
什么模式的设备都在，主总是
提供SCL ;任一设备可以发送SDA上。
两线应连接到正电源
提供通过一个上拉电路。对所有设备
SMBus的线应该有一个漏极开路或开放协作
择器的输出，以使得线可以保持高
当总线空闲。的线被拉到低电平，如果一个或
更多的设备试图输出一个低电平信号。所有
设备必须输出一个高电平为线，以保持
高。一个典型的SMBus配置如图
图1 2页。
SMBus规范
本节介绍的SMBus的说明
协议。 SMBus的讨论开始，在未来
部分 - 使用SMBus的。
SMBus的结构
一个SMBus系统是一个2线的网络，其中每个
装置具有一个唯一的地址和数据，可
由网络上的任何其它设备。所有转移
由主设备发起;如果一个设备recog-
修订版1.3 12/03
版权所有2003 Silicon Laboratories公司
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AN11 3
VDD = + 5V / + 3V
设备1
SDA
SCL
设备2
设备3
图1.典型的SMBus配置
握手
SMBus的使用不同的线路条件如手
设备之间的晃动。注意，数据期间
转让， SDA只允许更改级别
当SCL为低电平。 SDA上的改变，SCL为
高代表START和STOP信号时，按下列方法
低点：
START ：
这将启动一个传输。它包括一个
在SDA下降沿同时SCL为高电平。
停止：
该结束的转移。它由一个上升的
SDA上边缘，而SCL为高电平。
当接收设备无法ACK ，发送
设备看到一个NACK 。在典型的班车，
收到NACK指示寻址从机
未准备好进行传送，或者是不存在于
总线。的接收主机可以发送NACK来
指示传输的最后一个字节。这两种静坐的
uations进一步在下一节中讨论。
图2示出了握手信号。
传输模式
两种类型的传输是可能的：一个写
（转自主到从）和读（反
从奴隶FER掌握） 。在一次转移，任何
设备可能承担的四个角色之一。这四个
作用解释如下。请注意， “从地址
+ R / W “指的是一个8位的传输（7地址， 1个R /
W).
应答：
也被称为一个ACK ，
这是由一个接收装置作为一则确认发送
息。例如， device_X接收后一
字节，则发送ACK ，以确认传输。
一个ACK包括在SDA上采样1 ）主机发送一个低的水平：在这种模式下，器件
当SCL为高电平。
SDA上发送串行数据，并驱动时钟
在SCL 。该设备启动与转移
NOT_ACKNOWLEDGE ：
也被称为启动条件，发送从地址+ W和
NACK ，这是一个高SDA ，SCL为高电平。等待来自从器件的确认。该ACK后，
SCL
SDA
SLA6
SLA5-0
读/写
D7
D6-0
开始
从地址+ R / W
确认
数据字节
NACK
停止
图2. SMBus的时序
2
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AN113
所述装置发送的数据的一个或多个字节，最后一个字节，主器件将发出NACK的跟着
每个字节由从ACK'ed 。最后一个字节后，并后跟一个STOP 。
该设备发送一个STOP 。
4 ）从接收器：在此期间，设备接收到一个
2 ）主接收器：在此期间，该设备接收起始条件和自身的从地址+ W
在SDA串行数据，而驾驶SCL时钟。从主设备。该设备发送一个ACK
该设备启动与START跟着转移并进入从机接收模式。现在该设备
由从机地址+ R。从收到的SDA和SCL上的时钟串行数据后钮。
的ACK的地址，该设备将输出的时钟的装置的ACK的每个字节之后被接收，并
在SCL和接收SDA上的数据。之后，主机发出停止条件后，最后退出从模式。
字节，该设备会发出NACK的后跟一个图3显示了典型的写入方案。 （1）
停止。
显示了一个成功的转移。
3 ）从发送器：在此期间，设备输出
在SDA串行数据，并接收在SCL时钟。
该设备接收到开始，随后通过其自身
从地址+ R，则ACK的，并进入奴隶
发射模式。该设备发送串行数据
在SDA和每个字节后接收到ACK 。后
（2 ） ，发送后，主机接收到NACK
从地址+ W。这发生在一个从站
“离线” ，这意味着它不响应它自己的
地址。在这种情况下，主应发出
停止或重复启动。重试转让，
主之后，紧跟START和STOP（停止）
从地址+ W了。主会重复
（ 1 ）成功的写
二语习得+ W A
数据
A
数据
一P
（ 2 ） SLA + W后收到NACK
一P
（ 3）重复启动后发出应答
二语习得+ R A
（4）数据后收到NACK
一P
S = START
SLA =从地址（ 7位）
W =写入（1比特）
R =读（ 1位）
数据=串行数据（8比特）
A =应答
A =非应答
P = STOP
从主
为Slave
从机
掌握
数据
任何数量的数据
字节和承认
图3.典型的写入传输方案
修订版1.3
3
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循环，直到它接收到ACK 。这被称为发送站后作为主收到NACK
“应答查询” 。
地址+ R。这种情况是在相同的处理
时尚如（ 2 ）写的讨论。该
（3 ） ，主机发出重复启动后，主机可以使用应答查询重试
ACK 。这个过程允许主机启动传输，也可以放弃转让。 （3 ）显示
不放弃总线的新传输（以发送后，发送一个重复启动开关主
从写一个READ ，例如） 。数据的字节。这是相同的重复的起始状态
重复启动常用于EEPROM中的WRITE讨论。一个主可以发送
内存访问的应用程序，其中存储重复启动的任何数据字节之后，并可能ini-
READ必须直接前面tiate的写一个读或写操作之后的重复
所需的存储位置。重复START开始。一般重复START用于
证明在所有三个代码示例。
变化方向（R / W）或改变地址
（从设备） 。
在（ 4）中，一个NACK的一个数据字节后接收。在典型
iCal中的SMBus系统，这是怎样的接收注意，读，写图显示
设备指示一个错误。主机发送一个STOP ，只有典型场景。总线错误，超时，
和重试传输作为在（ 2）中，或者放弃和仲裁也是可能发生的。时间 -
传输。需要注意的是，使用NACK的不切口被用来检测时的转印已经停滞
受限于错误情况;应答水平，或当总线空闲。通常，一个设备可持有
是用户自定义的特性，可能会在SCL改变为低电平，直到它准备继续转移。这
不同的应用程序。
过程中允许低速从设备通信
泄漏了更快的掌握，因为拖延公交车
图4示出了典型的读取方案。 （1）有效地降低了SCL的频率。 SMBus接口
显示了一个成功的读操作。在（ 2）中，该协议指定SMBus上的所有设备
（ 1 ）读取成功
二语习得+ R A
数据
A
数据
一P
（ 2 ） SLA + R后收到NACK
一P
（ 3 ）重复开始ACK后发表
二语习得+ R A
S = START
SLA =从地址（ 7位）
W =写入（1比特）
R =读（ 1位）
数据=串行数据（8比特）
A =应答
A =非应答
P = STOP
从主
为Slave
从机
掌握
数据
任何数量的数据
字节和承认
图4.典型的阅读场景
4
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必须声明为更多保持低电平任何SCL信号
超过25毫秒的“超时” 。在这种情况下，所有的设备上
公交车必须重置通信。高SCL
也可能会出现超时。如果SDA和SCL
保持高电平的时间超过50微秒，公交车是沙漠
ignated免费。
通过SMBus
SMBus接口可以工作在主从操作
模式。硬件提供定时和移
控制串行传输;按字节控制
用户定义的。 SMBus的硬件执行
下面的应用程序无关的任务：
仲裁
定时控制：在主控模式下，硬件gen-
如果有多个主机在同一配置erates在SCL和同步时钟信号
SMBus的系统中，可能的是2将尝试在SDA上的数据。硬件方面也承认时间
以启动传输在同一时间。如果出现这样的情况出和总线错误。
笔，仲裁机制将保证给力
一个器件放弃总线。
串行数据传输：硬件控制所有
数据的转移和从SDA ，包括
什么方案是：两个大师继续传输应答水平。应答水平是用户自
麻省理工学院，直到其中一个，而另一个定义，如在寄存器定义解释一个高
尝试低电平。由于开漏总线上，下面。
设备在尝试低会赢得总线。该
高的设备放弃总线和其他设备从地址识别：硬件recog-
继续传递。注意，碰撞是不nizes从另一个设备的启动，并读出
破坏性：总会有一个器件获胜。
下面的从机地址。如果从机地址
相匹配的的SMBus地址的内容雷吉斯
它是如何工作的：假设device_X和device_Y之三（定义见下文） ，则硬件应答响应
争用总线。获胜者， device_X ，没有边缘的地址。请注意，此功能只
由仲裁不受影响。因为数据被使能，如果AA （地址应答）被置位。
移入SMBus的数据寄存器，因为它是移动
出， device_Y不会错过任何数据。图5
配置和控制
显示了两者之间的例子输出序列
仲裁过程中的设备。需要注意的是Device_Y SMBus的操作由内容确定
以下寄存器。
开始接收数据后，它放弃了公交车。
图5.仲裁序列
Device_X
1
Device_Y
1
可见在总线上
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
Device_Y
放弃
THE BUS
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1
0
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