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基于SmartFusion2的I~2C多主多从通信设计
基于SmartFusion2的I2C多主多从通信设计
摘要：
I2C（Inter-IntegratedCircuit）是一种在数字系统中实现多设备通信的串行通信协议。本论文旨在基于SmartFusion2开发板设计一种支持多主多从通信的I2C系统。论文将介绍I2C协议的基本原理，并对SmartFusion2开发板进行分析和选择。在系统设计中，论文将详细说明硬件设计和软件实现的步骤。最后，通过实验验证系统的可行性和稳定性。
关键词：I2C，SmartFusion2，多主多从通信，系统设计
1.引言
I2C协议是一种广泛应用于数字系统中的串行通信协议。它通过仅使用两根线路（串行数据线SDA和时钟线SCL）连接多个设备，实现设备之间的通信。I2C协议被广泛应用于各种设备，例如传感器、存储器和显示器等。在本论文中，我们将基于SmartFusion2开发板设计一种支持多主多从通信的I2C系统。
2.I2C协议原理
I2C协议使用两根线路来传输数据，其中SDA线负责数据传输，SCL线负责时钟同步。所有设备都通过这两根线路连接在一起，构成一个总线结构。在通信过程中，总线上的设备可以作为主设备或从设备。
主设备负责发出开始信号，选择要通信的从设备，并控制通信过程中的时序。从设备接收主设备的命令，并发送数据或接收数据。
3.SmartFusion2开发板分析与选择
SmartFusion2是Microsemi公司推出的一款先进的可编程SoC（FPGA和硬件ARMCortex-M3处理器的集成）。它不仅具备FPGA的可编程性，还具备硬件处理器的处理能力。SmartFusion2具有丰富的资源和多种通信接口，非常适合我们的设计需求。
4.硬件设计
在硬件设计中，我们需要连接SmartFusion2开发板与I2C设备之间的接口电路。首先，我们需要确认I2C设备的电气特性和接口要求。然后，我们可以选择适当的电平转换器和电阻分压电路来完成电平匹配和信号转换。最后，我们需要将选择的电路连接到SmartFusion2开发板的引脚上。
5.软件设计
在软件设计中，我们使用SmartFusion2的软件开发工具进行程序的编写和调试。首先，我们需要配置I2C控制器和引脚复用。然后，我们需要编写主设备和从设备的程序代码。在主设备程序中，我们需要实现发送开始信号、选择从设备、发送数据等功能。在从设备程序中，我们需要实现接收命令、发送数据或接收数据等功能。
6.实验验证
为验证系统的可行性和稳定性，我们可以通过连接多个I2C设备来进行测试。在测试过程中，我们可以使用逻辑分析仪来监测信号的时序和波形。通过对比实际结果和预期结果，我们可以判断系统的正确性和稳定性。
7.结论
本论文设计了一种基于SmartFusion2的支持多主多从通信的I2C系统。通过详细的硬件设计和软件实现，我们成功实现了I2C的多主多从通信功能。实验验证表明，系统具有较高的可行性和稳定性。
参考文献：
[1]“I2CBusSpecificationandUserManual”,PhilipsSemiconductors,2000.
[2]“SmartFusion2DevelopmentKitUserGuide”,MicrosemiCorporation,2016.