术语和定义

参考文献

有关文件及软件，请浏览:

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal．

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1. GreenPAK设计软件软件下载和用户指南，Dialog Semiconductor雷竞技电竞平台
2. AN-CM-285 I2C总线复用器，GreenPAK设计文件，对话框半导体雷竞技电竞平台
3. GreenPAK开发工具，GreenPAK开发工具网页，Dialog Semiconductor雷竞技电竞平台
4. GreenPAK应用笔记，GreenPAK应用说明网页，Dialog Semiconductor雷竞技电竞平台
5. SLG46826V, Datasheet, 雷竞技电竞平台Dialog Semiconductor。

www.i2c.info

作者:Anas Ajaj

简介

在这个应用注释中，我们将阐明如何构建一个双向2位多路电路，可以与I一起使用²C线。该电路还具有额外的功能，如有需要，可作为电平移位器操作。设计是基于GreenPAK SLG46826V，尽管任何GreenPAK与I²C可以用于此目的。由于SDA和SCL线路的双向性，该设计可用于单主机或多主机I²C通信。

SLG46826V g派克是一种双轨集成电路，包含了构建适合I的双向多路复用电路所需的所有元素²C协议。g派克集成电路的使用使得外形系数小。除了已经实现的小尺寸外²C多路复用电路，GreenPAK还能够集成电路所需的振荡器和上拉电阻。

该设计已经针对真实世界的应用程序进行了优化，并且可以很容易地修改以适应读者系统的需求。

通过把它放在一个I中进行了检查²C网络由一块Arduino板和四个I组成²C-LCD屏幕，其中每个屏幕包含相同的I²C的地址。在GreenPAK IC的帮助下，每个屏幕都是单独写入的。

我²C协议

连接两个或多个设备来传输和接收信息需要一个特殊的通信路径，由发送方和接收方共享的通信协议控制。集成电路总线，也被称为I²C，是一种非常常见的双向通信总线，使用两条线路在设备之间发送串行信息。

我²C语言用于创建控制器和一组外设之间的通信网络。由于它效率高，易于操作，因此得到了众多电子传感器和执行器的支持。我的²C总线支持7位和10位地址空间设备，由两条信号线组成:SCL线和SDA线，用于与设备通信。SCL是“串行时钟”的缩写，它携带由主时钟驱动的时钟信号。SDA的意思是“串行数据”，在这种情况下，主服务器和从服务器都可以发送和接收数据。当I之间没有转移时²C外设，SCL和SDA线都被拉到V_DD．

我们可以使用I连接多达128个设备²C协议，所有共享相同的SCL和SDA线。一个小规模的例子显示在图1．

对于不同的集成电路，系统通常需要几个不同的电源电压，而今天的外围设备通常在I的帮助下连接到微控制器²C路和I路²C电平移位器或I²c总线多路复用器解决兼容性问题。

我²C总线多路复用器

在我²C网络中每个设备必须有一个唯一的不可重复的地址，以实现主和从设备之间的正确通信，但当许多传感器和外设组合在同一总线上时，可能会发生相同的I²C地址被分配给多个设备。为了解决这个问题，我们实现了一个独特的多路复用电路，它将具有相同地址的从站连接到通信总线，并且我们可以通过轮询输入交换通道。

我的²C总线多路复用电路是用于SCL和SDA总线的双向选择器，采用SLG46826双轨IC设计，构建了一个四通道输出多路复用电路，如图所示图2．SCL线的双向性，尽管单主机系统不需要，但确保了拓扑可以在多主机配置中使用，其中主主机(附加到的左侧)图2)可以仲裁二级主机(连接到地址的右侧图2)可以向主I发送命令²C网络。

GreenPAK设计

本设计主要包括两个部分;SDA线路复用器和SCL线路复用器。该电路的关键行为是SLG46826双向引脚的配置和灵活性，以及配置特定引脚是输入还是输出的OE(输出使能)逻辑。

SDA线多路复用器

在本部分中，根据输入A0和A1的状态，引脚3将连接到引脚7、13、15、16中的一个。这些输入被配置为数字输入/输出。输出类型是开放漏NMOS和输入拉到10 kΩ电阻。见图3NOR门控制每个引脚的OE‘输出使能’;当OE为“低”时，引脚成为连接到10K上拉电阻的输入，当OE为“高”时，引脚成为输出，是GND。

3位LUT7的输出连接到引脚3的OE上，3L8 NOR门的输出复用连接到引脚7、13、15、16的OE上。时间延迟块被配置为作为下降边缘延迟操作，因此生成NOR门的时间延迟。2位分复用器使用块3L3、3L4、3L5、2L2和2L3构建。

因此，当[A1A0] =[00]时，3L8输出通过引脚7，活动通道是0到3L3，而其余通道是输入拉到1。当[A1A0] =[01]时，3L8输出通过引脚13到3L4，当[A1A0] =[10]时，输出通过引脚15到3L5，当[A1A0] =[11]时，3L8输出通过两个and门2L3和2L2到引脚16。

用块3L0、3L1、3L2构建2位多路复用电路;然后，它选择一个来自引脚7,13,15,16的输入信号，并将其传递到NOR门，以便稍后传递到引脚3 (SDA)。引脚4和5被配置为连接到下拉电阻的输入，然后通道0在初始状态下作为[A0A1] =[00]激活。

MF1和MF2是多功能块，可以配置为执行多个功能。在这个设计中，它们被用来产生一个时间延迟，另外，还被用来构造NOR门。每个计数器的“DLY IN”输入连接到NOR门输出。

事件的设计顺序:

当总线处于Idle状态(不发送或接收)时，通信引脚连接到一个上拉电阻(高)，所有引脚根据传递到OE的信号处于输入状态。如果其中一个输入接收到LO信号，则该信号通过NOR门传播，在基于A0A1的适当OE处产生HI信号。这将引脚配置为输出，并因此保持到GND。如果输入返回HI，将产生一个短时间延迟来保持OE状态，以考虑引脚需要从LO到HI(从输入到输出)更改的时间。

为了继续进行事件的顺序，考虑下面的例子:

初始状态下，总线上没有通信，[A1A0] =[00]。例如，所有引脚都是输入，由于上拉电阻被激活的输入，信号HI从所有输入进入IC。当pin3收到主电路的LO时，信号传给3L8，然后传给3位的LUT3，当信号到达pin7的OE时，3L3的输出也很低，使pin7从输入状态变为输出状态。LO信号通过总线SDA0传播到外部设备。

当主控释放通信总线时，由于现有的上拉电阻，输入变为HI。然后HI传递到3L8, 3L8将信号反转，并将低信号传递到引脚7的OE，导致引脚从输出状态变为输入状态。由于上拉电阻是活动的，HI被传递到外部设备，并在下降沿上应用一个时间延迟，以便在接收新值之前给引脚足够的时间来改变其IO状态。

sci系列多路复用器

与SDA总线多路复用电路的设计一样，SCL总线的另一个多路复用电路也设计了相同的配置，其中引脚6、17、18、19和20被配置为数字输入/输出，并在引脚上激活内部的上拉电阻。因此，从主电路通过引脚6的信号将根据A1和A0连接到引脚17、18、19和20中的一个。3L11、3L12、3L13、2L0块用于构建2位解复用器，4L0、3L6、2L1块用于构建2位多路复用器，实现双向通信。

A0	A1	启用通道
0	0	通道0
1	0	通道1
0	1	通道2
1	1	通道3

水平转移特性

SLG46826具有双电源_DD和V_DD2，这允许设计添加电平移动作为多路复用电路的另一个功能。引脚3,6,7由V供电_DD13、15、16、17、18、19、20引脚由V供电_DD2．因此，可以使用这个多路复用电路作为通道1、2、3的电平转移电路，而不需要通道0。所需电压(V_DD和V_DD2)可从项目信息中选择。

权力	GreenPAK销	函数		GreenPAKPin	函数		权力
VDD	3.	SDA			7	SDA0	通道0	VDD
VDD	6	sci			17	SCL0		VDD2
					13	SDA1	通道1	VDD2
					18	SCL1		VDD2
					15	SDA2	通道2	VDD2
					19	SCL2		VDD2
					16	SDA3	通道3	VDD2
					20.	SCL3		VDD2

结果

为了确保设计按照预期工作，设计被置于一个真实的场景中:控制四个屏幕(I²C-LCD)都具有相同的静态I²C的地址。所有的通信都来自一个主设备，在这种情况下，就是一块Arduino板。

一个程序已经编写Arduino板作为一个主操作和打印不同的短语通过I在每个屏幕上²C协议。在公共汽车上，屏幕被I互换了²C多路电路和Arduino数字输出控制A0和A1。在每个打印指令之前，总线在屏幕之间进行多路复用。图7描述实现后的屏幕输出。

结论

在本应用程序中，使用SLG46826集成电路和GreenPAK设计器软件构建了一个2位多路复用电路。使用SLG46826也可以轻松实现水平转换实现。