【说明】

某温度采集系统以处理器为核心，采用 PC 总线连接嵌入式键盘和多个温度传感

器，温度传感器负责采集温度，键盘可以输入字符和数字信息，并通过 RS232 总

线连接上位机。I²C (Inter Integrated Circuit)总线是一种 2 线式串行总线，用于连接控制器及其外围设备。I²C 总线最主要的优点是其简单性和有效性。它

支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为

主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。但在任何时间点上只能有一

个主控。 PC 的这些特点使其在许多设计中备受青睐，本系统中采用 I²C 总线连

接嵌入式键盘和多个温度传感器，如图 4-1 所示

【问题 1】

I²C 总线上传送的信号是广义的，既包括地址信号，又包括数据信号。在起始

信号后必须传送一个从机的地址、数据的传送方向。每次数据传送总是由主机

产生的终止信结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可

以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。I²C 总线协

议规定：寻址字节由从机地址(D7~D1 位)、数据传送方向位(D0 位：“0”表示

主机向从机写数据，“1”表示从从机读取数据)组成，如图 4-2 所示。主机发

送地址时线上的每个从机都将这 7 位地址码与自己的地址进行比较，如果相

同，则认为自己正被主机寻址，根据 D0 位将自己确定为发送器或接收器。 

该系统中用 I²C 总线连接了多个同样的温度传感器，用于实时采集温度值。该传

感器的从机地址由固定位和可编程位组成，7 位地址位前 4 位(即 D7~D4)是固定位，后 3 位 D3~D1)是可编程位。该系统中最多可连接（1）个本型 的温度传感

器。该温度传感器从机地址中固定位是 0xA，传感器 1 的可编程位是 0、传感器

2 的可编程位是....以此类推。当主机读取传感器 4 的数据时，总线命令序列中

的寻址字节值是（2）。 

【问题 2】

本系统通过 1 路 RS232 总线将采集的温度值传给上位机进行处理。RS232 采用异

步通信方式传送 ASCII 码，数据位 8 位，奇校验 1 位，停止位 1 位。当 RS232 的

波特率设置 4800 时，字符传送的速率是（1）字符 1 秒，每个数据位的时间长度

是（2）毫秒，数据位的传送速率是（3）位/秒。

【问题 3】

同时，本系统通过 I²C 总线连接了嵌入式键盘，用于人机交互。频繁按键会导

致连续使用 I²C 总线读取数据，由于 I²C 总线操作是一个应答式的命令序列，

所以防止 2 次写之间的干扰(即在一次读写没有完成之前，另一次读写操作也占

用 I²C 总线，两次的数据会造成紊乱)是一个重要的问题。

（1）为防止多次频繁按键，导致总线访问错误，需要采取什么机制，保证每次

只允许一个读写操作占用总线?

（2）在执行读写操作命令序列时，如何使用该机制?