[发明专利]用于MCU作为从器件识别I2C总线信号的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于微控制单元(Micro Control Unit，MCU)、又称为单片机(Single Chip Microcomputer)作为从器件识别I²C(Inter-Integrated Circuit)总线信号的装置及方法，特别涉及利用MCU所具有的支持门控制器(GATE)控制功能的计数器(COUNTER)模式所实现的用于MCU作为从器件识别I²C总线信号的装置及方法。

背景技术

在例如便携式系统等小型系统的设计中，通常会为了降低功耗和/或提升效率而将一些低时钟频率的应用功能从高时钟频率的CPU移植到低时钟频率的MCU。为了使CPU与MCU之间的通讯更为便利，通常会设置CPU与MCU之间通过I²C总线连接，并由CPU作为I²C总线的主器件、MCU作为I²C总线的从器件。

如此一来，就需要作为从器件的MCU能够识别I²C总线的起始信号和结束信号。图1为现有的I²C总线的信号时序图。如图1所示，I²C总线包括两根串行信号，即串行时钟(SCL)信号和串行数据(SDA)信号，那么：

在图1中所表示出的起始信号S就是在SCL信号线处于高电平状态的期间，SDA信号线出现由高电平向低电平变化的下降沿；

在图1中所表示出的结束信号P就是在SCL信号线处于高电平状态的期间，SDA信号线出现由低电平向高电平变化的上升沿。

为了识别I²C总线的起始信号和结束信号，现有技术中提供了硬件I²C从器件控制器。但是，考虑到成本，MCU中通常都不会集成有硬件I²C从器件控制器，这样，就需要MCU依据起始信号和结束信号的时序规范来自行识别出起始信号和结束信号。

现有技术中提供了如下两种方式用于MCU自行识别起始信号和结束信号：

方式1，通过MCU的指令采样来识别起始信号和结束信号。具体说，方式1以高频连续发送指令来采样SCL信号线和SDA信号线上出现的电平状态、并依据采样到的SCL信号线和SDA信号线上出现的电平状态是否满足时序规范来判断I²C总线上是否出现了起始信号和结束信号。

方式2，借助MCU提供的边沿检测功能来识别起始信号和结束信号。具体说，方式2依据SCL信号上出现的边沿跳变来触发对SDA信号线上的电平状态的读取、并依据SCL信号上出现的跳变以及读取的SDA信号线上的电平状态来判断I²C总线上是否出现了起始信号和结束信号。

然而，上述两种方式均存在各自的缺陷：

上述的方式1需要在长时间内持续地以高频连续发送指令，因而不允许采样过程被中断打断，这样，就限制了MCU通过中断实现的“多任务”处理能力。

上述的方式2虽然实现简单、并且能够避免方式1存在的“多任务”处理能力受限制的问题，但是，方式2并没有严格按照时序规范来识别起始信号和结束信号、而是更多地依赖于SCL信号线上出现的边沿跳变，因此，当I²C总线上出现异常波动时就会导致方式2出现误识别，即，以方式2识别起始信号和结束信号的可靠性不高。

如上可见，现有技术所提供的两种方式均无法同时兼顾MCU的“多任务”处理能力、以及识别起始信号和结束信号的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供用于MCU作为从器件识别I²C总线信号的装置及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种用于MCU作为从器件识别I²C总线信号的装置。该装置包括：

所述MCU的中断管脚，连接I²C总线的SCL信号线；

所述MCU的第一计数管脚，连接I²C总线的SDA信号线；

所述MCU的第二计数管脚，连接所述SDA信号线的经一反向器反向后的反向信号线；

内置于所述MCU的第一计数器，以所述中断管脚在所述SCL信号线感测到的电平状态为高电平时允许、低电平时禁止的门限控制，并捕捉所述第一计数管脚在所述SDA信号线感测到的下降沿、以及在每次捕捉到该下降沿后进行一次用于触发表示起始信号的中断的计数操作；