硬件TWI使用及案例说明

I2C通讯协议具有运行可靠、成本低廉、占用IO资源少等优点，广泛应用于多级通讯中；中颖芯片硬件TWI（两线串行接口）接口完全兼容I2C总线协议。

中颖芯片硬件TWI支持功能：

开漏输出，通讯电平不受VDD影响；

支持主机模式和从机模式；

各个模式均支持发送和接受；

支持多级通讯的仲裁功能；

具有SCL低电平/高电平超时判断；

器件地址可编程，带多个地址屏蔽位，支持广播功能；

支持标准模式（100K）和快速模式（400K）；

支持Clock Stretch功能

支持内部上拉电阻功能

中颖芯片硬件TWI注意事项：

硬件TWI在传输ACK/NACK响应信号时，在SCL由低跳高后产生TWI中断标志(TWINT)，并在SCL由高跳低时拉低SCL，在TWI中断标志清除后释放SCL；

TWI中断标志（TWINT）在被清除前，TWI通讯会暂停，应用程序必须在TWI中断标志（TWINT）清除前决定后续的动作；

硬件TWI规定通讯过程中SCL总线维持高电平超过TFREE定义的时钟个数时为“空闲”状态，释放总线；此功能无法关闭。

硬件TWI规定参与传输的所有器件，将时钟线SCL维持低电平超过CNT定义的时钟个数时为“总线超时”，释放总线；此功能无法关闭。

硬件TWI通讯注意事项：

TWI中断标志（TWINT）置起后，软件配置TWI即将执行的动作（如发送数据、回应ACK/NACK、发送STO/清除STA信号等）后方可清除TWI中断标志（TWINT）；

硬件TWI作为从机时，在每次通讯开始前，提前将应答信号准备好（AA=1）；

为了增强通讯抗干扰能力，程序中建议增加SCL高电平超时判断、总线超时判断、特殊状态机(00H)判断；

硬件TWI操作流程示意图：

硬件TWI出错案例:

硬件TWI通信错误（从机）

原因：外界存在干扰。

当从机TWI状态机为B8时，从机继续向主机发送数据，且准备NACK信号，此时若外接干扰造成从机识别主机回传的信号非正常信号，则从机状态机会跳到非正常状态机中，此时程序中未对应答信号做处理，造成当此轮通讯结束后，在开始下一轮通讯时，从机无ACK信号造成无法响应主机通讯。

TWI默认开启SCK高电平超时功能，待发送完最后一个字节，此时AA清零；此时若存在因主机通讯或干扰造成SCK高电平超时时，TWI模块会自动释放总线，此时AA仍然保持为之前的NACK状态，造成在下一轮通讯时无法响应主机通讯，通讯异常；

改善方案： 在传输完成最后一个字节数据后AA置位，这样即使发生异常情况，待下一组时序到来时，从机仍能够正常响应主机；在程序其他异常状态下置位AA，即使通信受到干扰，跳转到异常状态，仍能进行下一次的通讯响应。下图列出TWI中断代码改善前后的代码。

图1改善前

图2改善后

审核编辑：刘清