AVR单片机的TWI总线的原理及应用

　　2 TWI的工作时序

　　TWT接口是面向字节和基于中断的。所有的总线事件(例如接收到一个字节或发送一个START信号等)，都会产生一个TWI中断。由于TWI接口是基于中断的，因此TWI接口在字节发送和接收过程中，不需要应用程序干预。TWCR寄存器的TWI中断允许TWTE位和SREG寄存器的全局中断允许一起决定应用程序是否响应TWINT标志位产生的中断请求。如果TWIE被清零，则应用程序只能采用轮询TWINT标志位的方法来检测TWI总线状态；如果TWINT标志位被置位，则表示TWI接口完成了当前的操作，等待应用程序响应。在这种情况下，TWI状态寄存器TWSR包含了当前TWI总线的状态值。应用程序可读取TWCR的状态码，判别此时的状态码是否正确，并通过设置TWCR与TWDR寄存器来决定下一个TWI总线周期TWI接口应如何工作。典型的主机字节发送的工作时序如图2所示。

　　3 TWI的工作模式

　　TWI可以工作于4种不同的模式，即主机发送模式(MT)、主机接收模式(MR)、从机发送模式(ST)和从机接收器模式(SR)。即使同一应用程序也可以使用几种模式。例如，TWI可用MT模式向TWI的EEPROM写入数据，用MR模式从EEPROM读取数据。如果系统中有其他主机存在，则它们可能给TWI发送数据，此时可以用SR模式。由应用程序决定采用何种模式。由于在实际使用过程中，多使用主机发送模式，所以只对主机发送模式作详细介绍，其它模式下格式和状态可以依此类推。

　　在主机发送模式下，主机向从机发送数据。为了进入主机模式，必须先发送START信呼；紧接着的地址包格式决定是进入MT或MR模式。如果发送SLA+W，则进入MT模式；如果发送SLA+R，则进入MR模式。主机发送模式的格式和状态如图3所示。

　　4 TWI的编程实例

　　下面将通过一个具体的实例来说明如何在实际应用中对TWl进行编程。本程序的主要功能是向PCA9554中写入数据，若错误则返回一1；否则返回O。其中参数command为命令字节，data为要写入的数据。

　　5 结论

　　AVR系列单片机内部有可编程Flash，自带EEPROM，支持JTAG接口片内调试和对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程，因此成为众多单片机芯片的首选。同时，AVR系列单片机内部集成有TWI接口，弥补了其他型号单片机依靠时序模拟完成I2C芯片工作的缺陷。本文通过对TWI总线的详细介绍，旨在介绍一种对TWI总线进行编程的方法，对TWI的正确使用具有现实的指导意义。