电源技术中I2C及PM Bus总线

　　2.3 I2C总线系统的功能

　　以CPU为核心的I2C总线系统，主要用完成以下几个功能。

　　⑴用户操作功能

　　用户在使用电器时，通常要进行有关控制参量的调节、控制等操作，操作时只需按动本机键盘或遥控器键盘上的相应按键，CPU便通过I2C总线向被控电路发出有关控制指令。

　　⑵维修调整功能

　　完成对被控电器各单元电路进行工作方式设定和调整的控制功能。在普通电器中，是利用可调电位器进行有关单元电路的各种工作参数调整。而在I2C总线的被控电器中，这些参数都可由操作人员进行专门的调整状态后，通过遥控器或本机操作键来完成有关工作参数的调整。⑶故障自检功能

　　由于I2C总线上的信息是由SDA和SCL两线串行数据信号线双向传输的，因此CPU可以对I2C总线的通信情况和被控集成电路的工作状态进行监测，并在屏幕上显示检测结果，为维修人员提供有关故障自检信息。被控器送来的低电平应答信号，CPU就会判断该被控器有故障，并终止数据传送。由于各被控集成电路和器件均有自己的地址，所以，在总线上不同时间传送着众多的控制信号，但各被控器只要把与自己地址相同的控制信号从总线上取下来，并进行识别和处理，得到相应的控制信号，就可以实现相应的控制。

　　2.4 I2C总线系统的控制过程

　　⑴CPU与存储器之间的数据交换

　　I2C总线系统中的存储器存储有两种信息：一是用户信息，是用户写入的控制信息，此信息用户可以更改，如各种模拟控制量(例如电源的OVP、OCP、OTP和所需输出电压值等);另一种是控制信息，是由厂家写入的控制数据，此信息用户不能改变。电器正常工作时，CPU从存储器中取出有关用户信息和控制信息，并送往被控电路使其处于正常工作状态;当调整电器时，CPU也从存储器中取出控制信息，检修人员使用正确的调试步骤来改变这些控制信息，以确保采用I2C总线的电器处于最佳工作状态。功率电感制造商

　　⑵CPU对被控电器的控制过程

　　CPU对采用I2C总线的被控电器控制需经过以下过程。

　　①CPU寻址过程。当CPU要对某被控器进行控制时，CPU将向总线发出该被控器的地址指令，被控器收到指令后，便发出应答信息，CPU总线收到应答信息后，就将该被控器作为控制对象。

　　②CPU调用数据过程。CPU找到被控器后，就从存储器中调出相应的用户信息及控制信息，并通过I2C总线送到被控器，使被控器处于所要求的工作状态。

　　③被控器执行指令的过程。被控器接收到指令后，便对指令进行译码，并将译码的结果与自己的控制内容编码进行比较，以确定进行何种操作，这项工作是由总线接口电路中的译码器来完成的。确定进行何种操作后，总线接口电路中的相应控制开关便自动接通，控制数据经过控制开关送到D/A转换器，转换成模拟控制电压，用以控制相应的模拟电路，完成有关操作。I2C总线数据传送最繁忙的时刻是在采用I2C总线电路的刚开机一瞬间，由于被控电路没有存储数据的功能，因此，每次开机时CPU都要从存储器中取出控制数据，送往各被控器，使被控器进人相应的工作状态。因此，刚开机时CPU的控制任务最繁重，控制过程最复杂，损坏的可能性也就最大，所以使用I2C总线的电器应尽量避免频繁开/关机。

　　根据电器功能的强弱以及在I2C总线上挂接的被控电路的不同，在I2C总线采用的CPU上可引出一组或多组I2C总线。

　　由I2C总线控制的集成电路或器件必须具有专用的总线端子，即SDA端子与SCL端子。凡是具有SDA、SCL端子(引脚)的集成电路或器件，均可以由总线控制。

　　2.5 I2C总线信号的传输方式

　　I2C总线中的两根信号线(SDA、SCL)在传输各种控制信号的过程中是有严格分工的。其中，SDA数据线用来传输各控制信号的数据及这些数据占有的地址等内容;SCL时钟线用来控制器件与被控器件之间的工作节拍。为保证总线输出电路得到供电，SDA线和SCL线均通过上拉电阻和电源连接，当总线空闲时，SDA和SCL两线均保持高电平。I2C总线控制信号传输波形如图3所示。

　　图3 I2C总线控制信号传输波形

　　(1)时钟线控制信号

　　SCL线为高电平期间，SDA线上传输的数据必须保持稳定，在此期间，控制器件与被控制器件之间可以交换数据;SCL线为低电平期间，SDA线上传输的数据可以变化，即允许数据线上电平高低跳变。

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