I2C總線的構成及其在多機通信中的應用

　　本文介紹了I2C總線的結構、工作原理、數(shù)據(jù)傳輸方式，討論了基于I2C總線的多機通信軟硬件設計，實現(xiàn)了程控交換多機通信調度指揮系統(tǒng)。I2C（Inter Integrated Circuit）總線是Philips公司開發(fā)的一種雙向兩線主機總線，它能方便地實現(xiàn)芯片間的數(shù)據(jù)傳輸與控制。通過兩線緩沖接口和內部控制與狀態(tài)寄存器，可方便地完成多機間的非主從通信或主從通信?；贗2C總線的多機通信電路結構簡單、程序編寫方便，易于實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件的模塊化和標準化。本文給出了基于I2C總線的多機通信調度指揮系統(tǒng)方案，討論了系統(tǒng)的軟硬件設計。

　　1.1 系統(tǒng)硬件設計

　　本調度指揮系統(tǒng)由主機和調度操作臺兩部分組成，工作原理如圖1所示，兩者間通過RS422總線實現(xiàn)較長距離的數(shù)據(jù)傳送。主機和操行臺內部均采用分散多處理器控制，處理器間采用I2C總線進行數(shù)據(jù)通信。

　　圖1

　　主機內部采用分散控制方式，整個交換系統(tǒng)被分割成多個用戶子系統(tǒng)及1個通信子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)由一個CPU處理單元負責128個用戶的呼叫控制和管理，多個子系統(tǒng)之間通信I2C組成一個無主通信總線進行信息交互（如呼叫處理信息、維護信息等），構成一個完整的交換系統(tǒng)。 調度操作臺由操作臺控制CPU、顯示屏及多個用戶鍵板構成，支持128～1024個操作按鍵和256～2048個LED指示燈，每個操作按鍵可縮位一組電話號碼對應主機內的一個電話用戶，雙燈組合指示該電話用戶狀態(tài)，并支持LCD中文顯示。操作臺內部主控CPU與用戶鍵板控制CPU之間通過I2CU叫線組成主從通信總線進行信息交互（按鍵信息、LED顯示信息）。

　　1.2主機I2C總線構成

　　子系統(tǒng)的CPU處理單元由Philips-80C652單片機配合外圍電路（如EPROM、RAM、EEPROM、譯碼和I/O驅動等）構成，80C652具有一個支持雙向數(shù)據(jù)傳送的I2C總線串行接口，I2C總線邏輯根據(jù)路徑自動地進行數(shù)據(jù)傳送。CPU對I2CU總線的訪問通過以下四個特殊功能寄存器完成： S1CON（D8H） SIO1控制寄存器 S1STA（D9H） SIO1狀態(tài)寄存器 S1DAT（DAH） SIS1數(shù)據(jù)寄存器 S1ADR（DBH） SIO1從地址寄存器 SIO1邏輯通過P1.6/SCL和P1.7/SDA兩個引腳連接到外部I2C總線，可工作于以下四種模式：主發(fā)送模式、主接收模式、從接收模式、從發(fā)送模式。各子系統(tǒng)間的I2C接口復接即構成了主機I2C通信總線，通票用無主通信方式，每個CPU既可以響應通用地址的廣播呼叫，也可以進行點對點的通信，完全滿足程控交換的信息傳送要求且結構簡單。連接示意圖如圖2所示。

　　圖2