1. 本选题研究的目的及意义
随着物联网、嵌入式系统等技术的快速发展，智能化设备之间的信息交互日益频繁，对通信接口技术提出了更高的要求。
I2C（Inter-IntegratedCircuit）总线作为一种常用的串行通信协议，以其结构简单、成本低廉、易于实现等优点，广泛应用于各种嵌入式系统中，尤其在传感器数据采集、EEPROM读写、实时时钟控制等领域扮演着重要角色。
本选题旨在研究基于单片机的I2C通信系统设计，深入探讨I2C通信协议的工作原理、硬件电路设计和软件编程方法，并结合实际应用场景，构建一个完整的I2C通信系统，实现单片机与外部设备之间的数据交换。
2. 本选题国内外研究状况综述
I2C总线自Philips公司提出以来，以其简洁高效的特点，在嵌入式系统设计中得到了广泛应用，由此也推动了国内外学者对基于单片机的I2C通信系统设计的深入研究。
1. 国内研究现状
国内学者在基于单片机的I2C通信系统设计方面已取得了丰富的研究成果，并广泛应用于工业控制、智能仪器、数据采集等领域。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题主要研究内容如下：
1.深入研究I2C通信协议，包括其数据传输格式、时序关系、寻址方式等关键技术，以及不同速度模式下的差异和特点，为系统设计奠定理论基础。
2.分析选用单片机的I2C模块硬件结构和工作原理，学习其寄存器配置方法，并结合实际应用需求，设计I2C通信接口电路，实现单片机与I2C设备的硬件连接。
3.基于选用单片机的开发环境，设计I2C通信软件程序，包括I2C初始化、数据发送、数据接收等功能模块，并进行程序调试和优化，确保通信的稳定性和可靠性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和仿真验证相结合的方法，逐步推进基于单片机的I2C通信系统设计。
1.文献调研阶段：通过查阅相关文献、技术文档和标准规范，深入学习I2C通信协议的工作原理、硬件电路设计规范以及软件编程方法，了解国内外在该领域的研究现状和发展趋势，为后续研究奠定基础。
2.系统设计阶段：根据实际应用需求，确定系统功能目标和性能指标，选择合适的单片机型号和I2C外围芯片，设计系统总体方案，包括硬件电路设计和软件程序设计。
5. 研究的创新点
本选题的研究创新点在于将结合具体的应用场景，例如传感器数据采集、EEPROM数据存储等，设计并实现基于I2C通信的应用系统，并在以下几个方面进行探索和创新：
1.高效稳定的I2C通信程序设计：针对I2C通信过程中可能出现的总线冲突、数据丢失等问题，研究设计高效稳定的I2C通信程序，例如采用中断方式处理I2C通信事件、添加数据校验机制等，提高数据传输的可靠性。
2.低功耗I2C通信系统设计：针对物联网应用场景中对低功耗的需求，研究设计低功耗I2C通信系统，例如采用低功耗单片机、优化I2C通信协议参数、设计低功耗I2C外围电路等，延长系统续航时间。
3.多点I2C通信系统设计：研究设计支持多点I2C通信的系统架构，例如采用I2C总线扩展芯片、设计多主从I2C通信协议等，实现多个I2C设备的灵活接入和数据交换，拓展I2C总线的应用范围。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 刘和平,张春平,刘和平.基于STM32单片机的I2C通信系统设计[J].电子技术与软件工程,2020(19):132-134.
[2] 周波,王辉.基于I2C总线的单片机通信系统设计[J].电子技术与软件工程,2021(23):115-118.
[3] 李华.基于I2C总线的单片机多机通信系统设计[J].自动化与仪器仪表,2019(09):158-160 163.
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