基于CAN总线通信的LED照明控制系统设计(5)
2.1I2C总线介绍
I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点[6]。
I2C总线主要具有以下特征：
只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL；
每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器；
它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；
串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s；
连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。
2.2I2C总线工作原理
I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控 IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。
I2C总线在传送数据过程有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。
2.3 CAN总线介绍
CAN总线作为技术先进、功能完善、可靠性强、成本较低的网络通信技术，已广泛应用于生活各大领域,如汽车工业、安防监控、智能楼宇、航空工业等方面。在智能楼宇领域,照明、安全和监控、加热和通风系统对建筑安装要求越来越高。CAN总线通信技术的出现使得现代的建筑安装系统越来越多的建立在串行数据传输的CAN总线系统之上，通过它可以实现开关、按钮、照明设备、传感器以及其它执行设备和多控制系统之间进行数据交换，实现建筑楼宇中各个操作单元之间的相互联系及其协作，并且对各个单元资源节点不断发生变化的状态进行实时监测、控制[7]。
CAN总线主要具有以下特性:
成本低廉
可远距离传输报文，最远10 km
短帧结构，高传输速率，最快1 Mbit/s
具有优先级别的非破坏性仲裁
另外还有通过设置验收滤波器参数可实现点对点、多点对多点和一点对多点的报文帧传输。发送远程帧请求总线节点反馈数据顿,报文帧的出错检测及出错处理功能等特性。
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