Двухпроводный последовательный интерфейс (TWI) совместим с I2C протоколом фирмы Philips. Он был разработан, чтобы обеспечить простой, надежный и недорогой способ обмена данными между интегральными микросхемами. Сильными сторонами TWI шины являются возможность адресации до 128 устройств на одной шине, арбитраж и возможность использования нескольких ведущих устройств.

В этой статье описывается реализация ведущего TWI устройства в виде драйвера и пример его использования. Представленный драйвер может выполнять обмен данными как в стандартном режиме (<100 кбит), так и с скоростном (<400 кбит).

Все операции, выполняемые TWI модулем, завершаются установкой бита прерывания (TWINT бит регистра TWCR) и соответствующего статусного кода (старшие шесть разрядов регистра TWSR). Это позволяет организовать обмен данными по шине с помощью прерываний. 

Суть подхода в следующем. Мы формируем сообщение для передачи, затем инициируем ее старт и разрешаем прерывания. Дальнейшую работу выполняет автоматически вызываемый обработчик прерывания TWI модуля, а микроконтроллер может заниматься другими задачами. 

Такой подход экономит время микроконтроллера, потому что не нужно опрашивать в цикле бит прерывания, чтобы продолжить процесс обмена данными. 

В этой части мы рассмотрим работу ведущего TWI устройства на прерываниях. Код для этого материала основан на руководстве фирмы Atmel - AVR315: Using TWI module as I2C master. 

В составе TWI модуля микроконтроллеров AVR есть регистр TWSR. Старшие 6 разрядов этого регистра содержат статусный код, а младшие - управляющие разряды, которые задают коэффициент деления частоты SCL сигнала. Я сейчас говорю про atmega16, в некоторых микроконтроллерах этих разрядов нет, но не суть.

Статусный код отражает результат последней выполненной операции TWI модуля. По нему можно судить, завершилась ли она успешно или что-то пошло не так, стоит ли продолжать передачу данных или ее пора прекращать.

В предыдущей части был рассмотрен топорный вариант работы с DS1307, в котором статусные коды TWI модуля просто игнорировались. В этом материале разобран пример работы с TWI модулем без прерываний, но с использованием статусных кодов.

В этом материале будет рассмотрен топорный вариант работы с TWI модулем на примере часов реального времени - микросхемы DS1307. Топорный, потому что обмен по I2C будет организован без прерываний и анализа статусных кодов, чтобы сильно не грузить начинающих. 

Для того чтобы дальше разбираться с TWI модулем, нужно ознакомиться с его регистрами, и сейчас нам придется проделать эту нудную работу. Разбор регистров будет вестись на примере микроконтроллера atmega16. В других микроконтроллерах возможны небольшие отличия. 

В составе некоторых микроконтроллеров AVR есть модуль двухпроводного последовательного интерфейса (Two -wire Serial Interface или TWI). Модуль предназначен для организации обмена данными между микросхемами, подключенными к двухпроводной шине. Основное преимущество этого интерфейса перед SPI и UART`ом - это возможность организации сети из нескольких устройств. 

Двухпроводный интерфейс является аналогом I2C интерфейса фирмы Philips, только в случае AVR, не поддерживает высокие скорости передачи данных (свыше 400 kbit/s). Соображения, по которым Atmel использует другое названия, видимо связано с нежеланием платить Philips за лицензию.

В этом материале мы разберемся с основами двухпроводного последовательного интерфейса, а в следующих перейдем к работе с TWI модулем AVR.