中频解调电路中的I2C总线接口电路

(inter integrated circuit bus)由飞利浦公司于20世纪80年代研究开发。其简单性和有效性而被广泛用于连接微处理器及外围设备。在电视中，二线制的使得主控制器只需要2个引脚便可实现对电路所有功能的控制，且总线集成在器件中，各电路单元之间只需要最简单的连接，大大简化了电路板上的走线，减少了电路板面积，提高了其可靠性，降低了成本。
在该的接口电路中，基于I2C总线传输协议，通过对状态机与控制逻辑的优化设置，只需要1个3位的状态机便可实现电路的使能、启动、终止、应答、复位、选址等功能，电路得到了最优化，且通过地址选择位的增加，防止了芯片地址冲突，极大地改善了电路的可靠性及稳定性。

1 I2C总线的特点及数据传输
1．1 总线特点
I2C总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的双向串行总线，I2C总线上的所有节点，如主控器、外围器件、接口模块都连接到SDA，SCL上，在总线备用时，SDA和SCL都保持高电平，I2C不工作时SCL嵌位在低电平。为了使总线上所有电路的输出都能实现“线与”功能，I2C总线接口电路的输出端必须是漏极开路结构，输出端要接上拉电阻。
1．2 总线的数据传输格式
I2C总线数据传送格式按图1进行。首先由主控设备发出起始信号(S)，即SDA在SCL高电平期间由高电平跳变为低电平，然后主控器发送1个字节的数据。首先传送的是最高位(MSB)。在传输了每个字节之后，必须要有接收设备发出1位应答信号。

起始信号后的第1个字节是寻址字节，寻址字节的高7位是接收设备的地址，第8位是方向位，“O”发送数据(写状态)，“1”接收数据(读状态)。寻址字节后面可以有很多数据字节，每个字节后都要有一位发自接收设备的应答信号。在结束与该接收设备通信时，主控设备
必须发出终止信号(P)，即在时钟线SCL为高电平期间，SDA由低电平跳变为高电平。

2 解调电路I2C总线接口的实现
电视中频解调电路中的I2C总线接口主要由输入滤波器、地址寄存器、移位寄存器、控制寄存器、状态机与控制逻辑、读状态寄存器、输出模式寄存器等构成，如图2所示。其中，输入滤波器具有I2C总线逻辑兼容电平，输入时钟与内部时钟同步，可滤除部分干扰信号。控制逻辑作为控制核心控制着每一部分的状态。地址寄存器存放着自己的7位地址，用来与接收到的地址比较。移位寄存器、输出模式寄存器与读状态寄存器端口并行相接，各存储着8位数据字节。

(1)起始信号与结束信号检测。起始信号与结束信号的检测由2个下降沿D触发器和1个反相器构成，如图3所示。D1在SDA从高电平跳变到低电平时触发，此时只有当SCL保持高电平时，Start才为1，即检测到起始信号。同理，D2在SDA从低电平跳变到高电平时触发，此时只有当SCL保持高电平时，Stop才为1，即检测到结束信号。