[電子]I2C 技術資料－Kenny's Blog

為什麼I²C總線技術依然經久不衰？

　　NXP緊跟性能發展趨勢，I²C速度由100Kbps全面提升到400K，1M和3.4M；
　　NXP開發出大量的集線器，中繼器，多路復用器和開關等器件，將I²C技術從芯片間二線通訊的簡單應用發展到功能強大而且全面的控制網絡
應用：
　　擴展了總線容量，從400pF擴展到4000pF，大大增加了總線可支持器件的數目。大量的總線管理器件能解決應用中的各種疑難問題；
　　擴展了通訊距離，不再僅僅是同一電路板上幾個器件之間的通訊，通訊距離長達1000米，可以通過線纜來通訊；
　　出色的熱插拔功能，應用於系統內部及板機之間的通訊，連接十分可靠、簡潔。

　　資料詳盡的I²C總線技術開發平台和越來越多的I²C功能部件的成熟應用，使得I²C軟、硬件技術非常普及，可移植性、透明性的特點也全面提升到前所未有的水平。
　　NXP提供了豐富的I²C總線管理器件，I²C功能器件以及I²C與UART/SPI之間的橋接芯片。
　　I²C總線管理器件包括：I²C多路復用器和開關、 I²C中繼器，集線器和擴展器、8位並行轉I²C總線控制器、I²C電壓電平變換器；
　　I²C功能器件包括：實時時鐘、 LCD驅動、I/O擴展、AD轉換器、LED調光、閃光器、LED調光、閃光器、數字溫度傳感器、數字DIP開關；
　　I²C橋接芯片包括：I²C/SPI到UART（含IrDA和GPIO）、SPI從機到I²C主機（含GPIO）、UART到I²C主機（含GPIO）。

I²C總線線路的走線方式

　　一般來說走線必須使總線線路的串擾和干擾最小。
　　如果PCB 板的總線長度或帶狀電纜超過10cm，包括VDD 和VSS 線配線方式必須是：
　　SDA _______________________
　　VDD _______________________
　　VSS _______________________
　　SCL _______________________

　　如果只有VSS 線那麼配線方式必須是：
　　SDA _______________________
　　VSS _______________________
　　SCL _______________________
　　如果PCB 用了VSS層和VDD層,VDD和VSS 線可忽略。

　　如果總線線路是雙絞線，每條總線都可圍著VSS 繞；另一種方法是SCL 線圍著VSS 繞SDA 線圍著VDD 繞。後者必須在兩條雙絞線的末端連接一個電容，使VDD 線和VSS 線解耦。

I²C總線的應用

1. I²C在彩色電視機中的應用
應用優勢
　　各部分電路連接非常簡單，省去許多I/O接口，減少大量的元器件和連接件，大大降低成本，簡化了電路，提高了可靠性，還可以很方便地增加機器的各種功能；
　　由於I²C總線具有多重功能，十分方便在生產線上調整和測試，方便地進行各種模擬量的調整和控制，提高產品質量；
　　應用I²C總線的電視機都具有自診功能，便於維修，新型的，高檔的大屏幕彩色電視機採用I²C總線控制已成為新的潮流。

2. I²C在服務器中的應用
應用優勢
　　利用I²C硬件總線技術可以對服務器的所有部件進行集中管理，可隨時監控風扇、內存、硬盤、網絡、系統溫度等多個參數，增加了系統的安全性，方便了管理，主要的優點是其簡單性和有效性。

3. I²C在熱插拔中的應用
應用優勢
　　通信服務器有很多板卡組成，必須要滿足熱插拔要求，利用I²C進行板與板之間的通訊，非常容易實現，有類似需求的工控板卡同樣適用I²C。

4. I²C在遠距離線纜中的應用
應用優勢
　　遊戲機、醫療器械等需要用線纜連接多個功能模組的場合，利用I²C來實現簡單又高效。

產品一覽表

類別	描述
I²C多路復用器和開關－PCA954x系列	應用多路復位器件開關可以把I²C總線擴展成多個，解決地址衝突，實現電平轉換，總線隔離，主機備份，防止總線掛起等功能。
I²C中繼器，集線器和擴展器	該系列器件可以實現I²C總線的遠距離數據傳輸和熱插拔等功能。
並行總線轉I²C器件	有些器件沒有I²C接口，不方便掛接到I²C總線上去，為了最大化適應I²C總線的應用需求，NXP推出了8bit並行總線轉I²C總線的芯片。
I²C電平轉換專用芯片	如果在I²C總線上使用不同電壓的器件，那麼可以使用中繼器、多路復用器和開關等進行電平轉換，如果您不想用那些器件，可以使用NXP提供的專用I²C電平轉換器件。這些芯片還可用作通用的電平轉換。
日曆時鐘	NXP提供高精度、低功耗I²C、SPI接口的實時時鐘，同時也提供汽車級別的時鐘芯片。
LCD液晶驅動器	NXP提供各種規格的段式、字符型、圖形點陣LCD驅動器。
I/O口擴展芯片	I/O口擴展芯片可用於MCU/DSP通用I/O口的擴展，通過I²C擴展成8、16或40位 GPIO。特別地用於控制電源開關、傳感器、按鈕、LED、風扇等時，可使用I/O擴展器件實現簡單的解決方案。
AD/DA轉換器	NXP提供AD/DA轉換器，單芯片上集成8位分辨率的4通道的AD轉換器、1通道的DA轉換器。
數字溫度傳感器	NXP溫度傳感器可將環境溫度轉換為高精度數字信號，以觸發中斷、關斷系統、過溫警報等。適用於工業控制，筆記本電腦，服務器，辦公自動化等諸多應用。
數字DIP開關	帶E2PROM的數字DIP開關可用來代替板上的跳線和DIP 開關，可以不打開設備外殼，而通過I²C總線修改並保存設置。
LED 閃光器/調光器和LED PWM控制器	NXP提供多種LED閃光器和LED調光器，用來控制LED的閃爍頻率和亮度，RGB LED 控制器每個通道均可設置256級PWM輸出，控制RGBA四基色，還有1個256級PWM控制整體閃爍頻率及亮度。