I2C总线的构成及其在多机通信中的应用

　　本文介绍了I2C总线的结构、工作原理、数据传输方式，讨论了基于I2C总线的多机通信软硬件设计，实现了程控交换多机通信调度指挥系统。I2C（Inter Integrated Circuit）总线是Philips公司开发的一种双向两线主机总线，它能方便地实现芯片间的数据传输与控制。通过两线缓冲接口和内部控制与状态寄存器，可方便地完成多机间的非主从通信或主从通信。基于I2C总线的多机通信电路结构简单、程序编写方便，易于实现系统软硬件的模块化和标准化。本文给出了基于I2C总线的多机通信调度指挥系统方案，讨论了系统的软硬件设计。

　　1.1 系统硬件设计

　　本调度指挥系统由主机和调度操作台两部分组成，工作原理如图1所示，两者间通过RS422总线实现较长距离的数据传送。主机和操行台内部均采用分散多处理器控制，处理器间采用I2C总线进行数据通信。

　　图1

　　主机内部采用分散控制方式，整个交换系统被分割成多个用户子系统及1个通信子系统，每个子系统由一个CPU处理单元负责128个用户的呼叫控制和管理，多个子系统之间通信I2C组成一个无主通信总线进行信息交互（如呼叫处理信息、维护信息等），构成一个完整的交换系统。 调度操作台由操作台控制CPU、显示屏及多个用户键板构成，支持128～1024个操作按键和256～2048个LED指示灯，每个操作按键可缩位一组电话号码对应主机内的一个电话用户，双灯组合指示该电话用户状态，并支持LCD中文显示。操作台内部主控CPU与用户键板控制CPU之间通过I2CU叫线组成主从通信总线进行信息交互（按键信息、LED显示信息）。

　　1.2主机I2C总线构成

　　子系统的CPU处理单元由Philips-80C652单片机配合外围电路（如EPROM、RAM、EEPROM、译码和I/O驱动等）构成，80C652具有一个支持双向数据传送的I2C总线串行接口，I2C总线逻辑根据路径自动地进行数据传送。CPU对I2CU总线的访问通过以下四个特殊功能寄存器完成： S1CON（D8H） SIO1控制寄存器 S1STA（D9H） SIO1状态寄存器 S1DAT（DAH） SIS1数据寄存器 S1ADR（DBH） SIO1从地址寄存器 SIO1逻辑通过P1.6/SCL和P1.7/SDA两个引脚连接到外部I2C总线，可工作于以下四种模式：主发送模式、主接收模式、从接收模式、从发送模式。各子系统间的I2C接口复接即构成了主机I2C通信总线，通票用无主通信方式，每个CPU既可以响应通用地址的广播呼叫，也可以进行点对点的通信，完全满足程控交换的信息传送要求且结构简单。连接示意图如图2所示。

　　图2