本发明专利技术公开了一种单线接口总线收发系统，包括I2C主机、主机收发器、信号线、从机收发器和I2C从机；主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据和主机时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号并通过信号线发送给从机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机；从机收发器用于对从I2C从机接收到的数据进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号并通过信号线发送给主机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，产生恢复的主机时钟，并将解码后的主机数据和恢复的主机时钟发送给I2C从机。本发明专利技术的I2C总线协议的单线接口总线可以降低I2C总线电子设计中的噪音和地电平不等势，并与I2C协议完全相兼容。
【技术实现步骤摘要】
本方明涉及一种基于I2C总线协议的单线接口总线。
技术介绍
传统的I2C总线通信需要双线，这对于工业应用中的远距离电缆来说并不适合。因为会出现严重的噪音和地电平不等势的情况。
技术实现思路
为了解决传统应用中严重的噪音和地电平不等势的情况。本专利技术提供了一种单线接口总线收发系统，包括I2C主机、主机收发器、信号线、从机收发器和I2C从机；主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据和主机时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号并通过信号线发送给从机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机；从机收发器用于对从I2C从机接收到的数据进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号并通过信号线发送给主机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，产生恢复的主机时钟，并将解码后的主机数据和恢复的主机时钟发送给12C从机。本专利技术的I2C的单线接口总线可以减少一根线，可以与I2C总线协议完全兼容。本专利技术的单线接口总线混合了时钟线与数据线，优选的，根据曼彻斯特-1I进行双相编码和解码，并包含I2C时钟延伸。本专利技术的I2C总线协议的单线接口总线可以降低I2C总线电子设计中的噪音和地电平不等势，并与I2C协议完全相兼容。【附图说明】图1示出了单线接口总线收发系统的结构图；图2示出了单线接口总线的主机收发器的结构图；图3示出了单线接口总线从机收发器的结构图；图4示出了曼彻斯特编码原理图；图5示出了 I2C主机开始命令编码的方法；图6示出了 I2C主机STOP (停止)命令编码的方法；图7示出了 I2C从机对主机接受成功响应编码的方法；图8示出了 I2C从机对主机接受不成功响应编码的方法；图9示出了 I2C主机对从机接受成功响应编码的方法；图10示出了 I2C主机对从机接受不成功响应编码的方法。【具体实施方式】请参考图1，图1示出了单线接口总线收发系统的结构图。单线接口总线收发系统包括包括依次相连的I2C主机、主机收发器、信号线、从机收发器和I2C从机。I2C主机和主机收发器互相传输数据SDA和主机时钟SCL，主机时钟SCL即总线时钟。主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据SDA和主机时钟SCL进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号(MD)并发送给信号线，还用于对从信号线接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号(MD)进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机。信号线用于将从主机收发器接收到的主机单线信号传输给从机收发器；信号线还用于将从从机收发器接收到的从机单线信号传输给主机收发器。I2C从机和从机收发器互相传输数据。从机收发器用于对从I2C从机接收到的数据进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号并发送给信号线，还用于对从信号线接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，并将解码后的主机数据发送给I2C从机。单线接口总线系统的主机收发器和从机收发器的工作原理具体请见图2、图3及其描述。参考图2，图2示出了单线接口总线的主机收发器的结构图，单线接口总线主机收发器包括主机编码时钟发生器、主机时钟恢复器、主机曼彻斯特编码器和主机曼彻斯特解码器。主机编码时钟发生器接收主机时钟和主机收发器系统时钟，通过主机收发器系统时钟采样I2C主机时钟SCL来产生主机编码时钟，该主机编码时钟的频率是主机时钟的2倍。主机曼彻斯特编码器将I2C主机数据SDA和主机编码时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号。主机曼彻斯特编码器还产生I2C主机时钟延长控制，该I2C主机时钟延长控制用于在主机数据传输结束时而曼彻斯特编码未完成的情况下，延迟主机数据的传输。该I2C主机时钟延长控制发送给主机。主机曼彻斯特编码器还产生使能信号(EN)，用于控制信号线的传输方向。来自主机的数据和主机时钟通过该主机编码时钟发生器和主机曼彻斯特编码器形成主机单线信号，然后通过信号线传输给传输给从机收发器，实现主机与从机的通信。主机时钟恢复器对从机单线信号进行采样，恢复出从机时钟的频率，形成恢复的从机时钟，实现主机和从机收发器系统时钟的同步。主机曼彻斯特解码器接收来自从机收发器的经曼彻斯特编码的从机单线信号、恢复的从机时钟、主机收发器系统时钟，对该从机单线信号进行曼彻斯特解码，形成解码后的I2C从机数据。来自从机的经过从机收发器曼彻斯特编码的从机单线信号通过信号线传输给主机收发器，主机收发器的主机曼彻斯特解码器对该从机单线信号进行解码，从而得到解码后的I2C从机数据，并将解码后的从机数据发送给I2C主机。优选的，本专利技术的实施例中，主机收发器系统时钟和从机收发器系统时钟都是主机时钟的13倍，可以使得恢复的时钟更准确，数据的误码率也更低。请参考图3，图3示出了单线接口总线从机收发器的结构图，单线接口总线从机收发器包括从机时钟恢复器、从机曼彻斯特编码器、从机曼彻斯特解码器、从机I2C时序发生器。从机时钟恢复器接收从机收发器系统时钟和来自主机的主机单线信号，形成2倍主机时钟频率的从机编码时钟,并恢复主机时钟,形成恢复的主机时钟。从机曼彻斯特编码器接收从机收发器系统时钟，I2C从机数据SDA和从机编码时钟，将I2C从机的数据SDA和从机编码时钟进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号，然后通过信号线传输给主机收发器，实现从机与主机的通信。从机曼彻斯特解码器接收从机收发器系统时钟、恢复的主机时钟和主机单线信号，并对该主机单线信号进行曼彻斯特解码，形成解码后的主机数据。I2C时序发生器接收从机收发器系统时钟、恢复后的主机时钟和解码后的主机数据，I2C时序发生器对其进行缓冲，控制恢复后的主机时钟和解码后的主机数据符合I2C标准时序关系，即发送给I2C从机的主机数据和主机时钟是在I2C标准时间要求内的。来自主机的经过曼彻斯特编码的主机单线信号通过信号线传输给从机收发器。从机收当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单线接口总线收发系统，其特征在于，包括I2C主机、主机收发器、信号线、从机收发器和I2C从机；主机收发器用于对从I2C主机接收到的主机数据和主机时钟进行曼彻斯特编码，形成主机单线信号并通过信号线发送给从机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的从机单线信号进行解码，并将解码后的从机数据发送给I2C主机；从机收发器用于对从I2C从机接收到的数据进行曼彻斯特编码，形成从机单线信号并通过信号线发送给主机收发器，还用于对通过信号线接收到的经曼彻斯特编码后的主机单线信号进行解码，产生恢复的主机时钟，并将解码后的主机数据和恢复的主机时钟发送给I2C从机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张红云，卿健，陈忠盟，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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