二總線是一種簡單、低成本的串行通訊協(xié)議,通常用于連接微控制器與各種外設(shè)芯片或傳感器。它只需要兩條導(dǎo)線進(jìn)行通信,一條為數(shù)據(jù)引腳SDA(Serial Data),另一條為時鐘引腳SCL(Serial Clock)。因其簡單性與經(jīng)濟(jì)性,二總線在許多應(yīng)用中得到廣泛使用。
1.二總線是什么意思
二總線是指計算機(jī)系統(tǒng)中的一種數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu),也稱作雙總線。它由兩條獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線組成,分別為地址總線和數(shù)據(jù)總線。
在二總線架構(gòu)中,CPU通過地址總線將需要訪問的設(shè)備地址發(fā)送到總線上,并通過數(shù)據(jù)總線傳輸對應(yīng)設(shè)備的數(shù)據(jù)。二總線在每個時鐘周期內(nèi)只能傳輸兩個數(shù)據(jù),在一個時鐘周期內(nèi)完成一次數(shù)據(jù)傳輸。
二總線結(jié)構(gòu)相對簡單,適合于較小型的計算機(jī)系統(tǒng),如個人電腦等。由于它的數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低,同時連接的設(shè)備數(shù)量也有限,因此不適用于需要高速數(shù)據(jù)傳輸和連接大量設(shè)備的計算機(jī)系統(tǒng)。
2.二總線通信原理
在二總線通信中,一個典型的數(shù)據(jù)傳輸過程包括以下步驟:
- 主機(jī)發(fā)送起始位(Start Bit),將SDA引腳從高電平拉到低電平,同時保持SCL引腳為高電平
- 主機(jī)發(fā)送從機(jī)地址和讀寫方向位,從機(jī)作出響應(yīng),并將SDA引腳置為相應(yīng)的狀態(tài)
- 主機(jī)或從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié),每個數(shù)據(jù)字節(jié)都由8個數(shù)據(jù)位組成,最高位為MSB,最低位為LSB
- 接收方在每個字節(jié)結(jié)束時發(fā)送應(yīng)答位(ACK)或非應(yīng)答位(NACK),以表示是否成功接收該字節(jié)數(shù)據(jù)。
- 在所有傳輸完成后,主機(jī)發(fā)送停止位(Stop Bit),將SDA引腳由低電平拉至高電平,并維持SCL引腳為高電平狀態(tài)
3.二總線和四總線的區(qū)別
二總線和四總線是計算機(jī)系統(tǒng)中常見的兩種數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu),它們有以下區(qū)別:
- 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量:二總線只能在一次時鐘周期內(nèi)傳輸兩個數(shù)據(jù),而四總線可以在一次時鐘周期內(nèi)傳輸四個數(shù)據(jù)。
- 總線帶寬:由于四總線可以傳輸更多的數(shù)據(jù),因此它的總線帶寬比二總線更高。
- 系統(tǒng)復(fù)雜度:使用四總線需要更多的硬件資源,因此相對較復(fù)雜。而二總線則相對簡單。
- 支持設(shè)備數(shù)量:由于四總線具有更大的帶寬,因此它支持連接更多的設(shè)備。而二總線則連接的設(shè)備數(shù)量相對較小。
選擇使用哪種總線取決于具體的應(yīng)用場景和需求。如果系統(tǒng)需要高速數(shù)據(jù)傳輸并且需要連接較多的設(shè)備,則可以選擇使用四總線。而如果系統(tǒng)需求相對較簡單,或者需要節(jié)省成本,則可以選擇使用二總線。