CN102314404A - I2c设备通信电路 - Google Patents
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Abstract
一种I2C设备通信电路，包括开关电路；第一及第二组从控设备，第一及第二组从控设备均包括若干个从控设备，每一从控设备包括数据信号引脚及时钟信号引脚连接开关电路；主控设备包括数据信号引脚、时钟信号引脚及GPIO引脚，主控设备的数据信号引脚、时钟信号引脚及GPIO引脚均连接开关电路，主控设备的GPIO引脚输出一电平信号选择性的控制开关电路导通或截止，从而控制第一及第二组中从控设备通过I2C总线接收主控设备输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果从控设备接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则从控设备与主控设备进行通信。
Description
技术领域
本发明涉及一种I2C(Inter-Integrated Circuit)设备通信电路。
背景技术
I2C总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线(包括时钟信号线及数据信号线)，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。
请参考图1，当主控设备100需要通过I2C总线与从控设备200进行通信时，一般主控设备100与从控设备200的连接方式是：所述主控设备100具有时钟信号端口SCL及数据信号端口SDA。其中，所述主控设备100的数据信号端口SDA与所述从控设备200的数据信号端口SDA相连，所述主控设备100的时钟信号端口SCL与所述从控设备200的时钟信号端口SCL相连，所述主控设备100与从控设备200进行通信需要为连接在I2C总线上的从控设备200设定各自的地址，而连接在I2C总线上的从控设备200的地址通过引脚P1及P2来设置，如设置所述从控设备200的地址为“00”、“01”、“10”及“11”。因此主控设备100通过一条I2C总线最多只能与4个从控设备200进行通信，然而当需使用多个从控设备200时，将会造成所述从控设备地址重复，所述主控设备将无法识别与控制从控设备的问题。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种可扩充I2C总线的I2C设备通信电路，以解决I2C总线使用数量不足的问题。
一种I2C设备通信电路，包括：
一开关电路；
第一及第二组从控设备，第一及第二组从控设备均包括若干个从控设备，每一从控设备包括一数据信号引脚及一时钟信号引脚，每一从控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚连接所述开关电路；及
一主控设备，包括一数据信号引脚、一时钟信号引脚及一GPIO引脚，所述主控设备的数据信号引脚、时钟信号引脚及GPIO引脚均连接所述开关电路，所述主控设备的GPIO引脚输出一电平信号选择性的控制所述开关电路导通或截止，从而控制所述第一及第二组中从控设备通过I2C总线接收所述主控设备输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果所述从控设备接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备与所述主控设备进行通信。
相较现有技术，所述主控设备通过所述GPIO引脚输出一电平信号给所述第一及第二开关的控制端，以使所述第一及第二开关导通或截止，从而使所述主控设备对应与一从控设备进行通信。所述I2C通信电路方法简单、成本低。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1为现有的I2C设备通信原理图。
图2为本发明I2C设备通信电路的较佳实施方式的原理图。
主要元件符号说明
主控设备 100、10
从控设备 200、20
开关 K1、K2
反相器 U1
开关电路 30
具体实施方式
请参考图2，本发明I2C设备通信电路的较佳实施方式包括一主控设备10、一开关电路30及若干从控设备20。所述开关电路30包括开关K1及K2及一反相器U1。这里以八个从控设备20为例加以说明，其中，四个第一组从控设备20连接所述开关K1，另外四个第二组从控设备20连接所述开关K2。
所述主控设备10包括一数据信号引脚SDA、一时钟信号引脚SCL及一GPIO(General purpose input/output Port，通用输入输出端口)引脚。所述主控设备100可以为CPU、微控制器或是PIC(PeripheralInterface Controller，外围设备控制器)。每一从控设备20包括一数据信号引脚SDA、一时钟信号引脚SCL及两地址设定引脚P1及P2。所述开关K1及K2均包括四个触点A1、A2、B1、B2及一控制端EN，其中，所述触点A1与A2对应，所述触点B1与B2对应。
所述第一组中每一从控设备20的数据信号引脚SDA连接所述开关K1的触点A2，所述主控设备10的数据信号引脚SDA连接所述开关K1的触点A1，所述第一组中每一从控设备20的时钟信号引脚SCL连接所述开关K1的触点B2，所述主控设备10的时钟信号引脚SCL连接所述开关K1的触点B1，所述第二组中每一从控设备20的数据信号引脚SDA连接所述开关K2的触点A2，所述主控设备10的数据信号引脚SDA连接所述开关K2的触点A1，所述第二组中每一从控设备20的时钟信号引脚SCL连接所述开关K2的触点B2，所述主控设备10的时钟信号引脚SCL连接所述开关K2的触点B1，所述主控设备10的GPIO引脚连接所述开关K1的控制端EN及所述反相器U1的输入端，所述反相器U1的输出端连接所述开关K2的控制端EN。所述开关K1及K2也可为包括一控制端的其他开关。
本实施方式中，利用所述主控设备10的一个GPIO引脚，可以将I2C总线扩充为两组，进而可以连接八个从控设备20，本发明在所述主控设备10与所述从控设备20之间设计了所述开关K1、K2及反相器U1，所述主控设备10的GPIO引脚输出高低电平信号给所述开关K1、K2的控制端EN，以使所述开关K1、K2的触点A1与A2连接或断开及触点B1与B2连接或断开，所述主控设备10的数据信号引脚SDA及时钟信号引脚SCL通过所述开关K1及K2对应传输到所述从控设备20的数据信号引脚SDA及时钟信号引脚SCL上，以使所述从控设备20与所述主控设备10进行通信。在其他实施方式中，通过利用所述主控设备10的其他GPIO引脚，即可增加所述主控设备10连接的从控设备20的数量。
工作时，首先通过每一从控设备200的地址设定引脚P1及P2为每一从控设备200设定一唯一地址。当所述主控设备10的GPIO引脚输出一高电平信号时，所述开关K1的控制端EN接收所述高电平信号以使所述开关K1的触点A1与A2连接及触点B1与B2连接，所述第一组中从控设备20通过I2C总线接收所述主控设备10输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果一从控设备20接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备20与所述主控设备10进行通信，其它从控设备20则无权与所述主控设备10进行通信。其它从控设备20与主控设备10之间的通信与上述工作原理相同，不再赘述。
当所述主控设备10的GPIO引脚输出一低电平信号时，所述开关K1的控制端EN接收所述低电平信号以使所述开关K1的触点A1与A2断开及所述触点B1与B2断开，所述主控设备10输出的低电平信号输入所述反相器U1的输入端，所述反相器U1的输出端输出一高电平信号给所述开关K2的控制端EN，所述开关K2的控制端EN接收所述高电平信号以使所述开关K2的触点A1与A2连接及触点B1与B2连接，所述第二组中从控设备20通过I2C总线接收所述主控设备10输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果一从控设备20接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备20与所述主控设备10进行通信，其它从控设备20则无权与所述主控设备10进行通信。其它从控设备20与主控设备10之间的通信与上述工作原理相同，不再赘述。
所述主控设备10通过所述GPIO引脚输出一电平信号给所述开关K1、K2的控制端EN，以使所述开关K1、K2的触点A1与A2连接或断开及触点B1与B2连接或断开，从而使所述主控设备10对应与一从控设备20进行通信。所述I2C通信电路方法简单、成本低。
Claims (6)
1.一种I2C设备通信电路，包括：
一开关电路；
第一及第二组从控设备，第一及第二组从控设备均包括若干个从控设备，每一从控设备包括一数据信号引脚及一时钟信号引脚，每一从控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚连接所述开关电路；及
一主控设备，包括一数据信号引脚、一时钟信号引脚及一GPIO引脚，所述主控设备的数据信号引脚、时钟信号引脚及GPIO引脚均连接所述开关电路，所述主控设备的GPIO引脚输出一电平信号选择性的控制所述开关电路导通或截止，从而控制所述第一及第二组中从控设备通过I2C总线接收所述主控设备输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果所述从控设备接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备与所述主控设备进行通信。
2.如权利要求1所述的I2C设备通信电路，其特征在于：所述开关电路包括一反相器、第一及第二开关，所述第一及第二开关均包括一控制端，所述第一组中每一从控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚经所述第一开关连接所述主控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚，所述第二组中每一从控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚经所述第二开关连接所述主控设备的数据信号引脚及时钟信号引脚，所述主控设备的GPIO引脚连接所述第一开关的控制端及所述反相器的输入端，所述反相器的输出端连接所述第二开关的控制端。
3.如权利要求2所述的I2C设备通信电路，其特征在于：当所述主控设备的GPIO引脚输出一高电平信号时，所述第一开关的控制端接收所述高电平信号而导通，所述主控设备输出的高电平信号输入所述反相器的输入端，所述反相器的输出端输出一低电平信号，所述第二开关的控制端接收所述低电平信号而截止，所述第一组中从控设备通过I2C总线接收所述主控设备输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果所述从控设备接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备与所述主控设备进行通信，当所述主控设备的GPIO引脚输出一低电平信号时，所述第一开关的控制端接收所述低电平信号而截止，所述主控设备输出的低电平信号输入所述反相器的输入端，所述反相器的输出端输出一高电平信号，所述第二开关的控制端接收所述高电平信号而导通，所述第二组中从控设备通过I2C总线接收所述主控设备输出的指令信号，并将接收到的指令信号中的地址信息与自己的地址进行比较，如果所述从控设备接收到的指令信号中的地址与自己的地址相同，则所述从控设备与所述主控设备进行通信。
4.如权利要求2所述的I2C设备通信电路，其特征在于：第一及第二开关均还包括第一至第四触点，所述第一与第二触点对应，所述第三与第四触点对应，所述第一组中从控设备的数据信号引脚连接所述第一开关的第二触点，所述主控设备的数据信号引脚连接所述第一开关的第一触点，所述第一组中从控设备的时钟信号引脚连接所述第一开关的第四触点，所述主控设备的时钟信号引脚连接所述第一开关的第三触点，所述第二组中从控设备的数据信号引脚连接所述第二开关的第二触点，所述主控设备的数据信号引脚连接所述第二开关的第一触点，所述第二组中每一从控设备的时钟信号引脚连接所述第二开关的第四触点，所述主控设备的时钟信号引脚连接所述第二开关的第三触点，当所述第一及第二开关导通时，所述第一与第二触点连接及第三与第四触点连接，当所述第一及第二开关截止时，所述第一与第二触点断开及第三与第四触点断开。
5.如权利要求1所述的I2C设备通信电路，其特征在于：每一从控设备均包括两地址设定引脚，用于设置所述从控设备的地址。
6.如权利要求1所述的I2C设备通信电路，其特征在于：所述主控设备为CPU、微控制器或PIC。
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