基于I2C总线的多通道IO端口外扩系统设计与实现开题报告

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，对设备的集成度、功能多样性和灵活性提出了更高的要求。

在各种应用场景中，微控制器作为核心控制单元，常常需要与各种传感器、执行器和外围设备进行数据交互。

然而，受限于微控制器本身的引脚数量和功能限制，直接连接大量外部设备变得越来越困难。

2. 本选题国内外研究状况综述

#本选题国内外研究状况综述

1. 国内研究现状

国内在io端口扩展方面已经开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

#本选题研究的主要内容

1. 主要内容

本课题的主要研究内容如下：
1.i2c总线协议研究:深入研究i2c总线协议，包括其物理层、协议层、数据传输格式、时序要求等。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、实验验证和仿真模拟相结合的方法，逐步推进，最终完成基于i2c总线的多通道io端口外扩系统的设计与实现。

具体步骤如下：
1.文献调研阶段：深入研究i2c总线协议、io端口扩展技术、嵌入式系统设计等相关领域的文献资料，了解国内外研究现状，掌握关键技术，为系统设计奠定理论基础。

2.需求分析阶段：分析多通道io端口外扩系统的应用需求，明确系统功能、性能、可靠性等方面的要求，制定详细的设计方案。

5. 研究的创新点

本课题的研究将在以下几个方面进行创新：
1.高集成度设计:采用高集成度的i2c总线扩展芯片，在有限的pcb空间内实现更多io端口的扩展，提高系统集成度。

2.多功能io端口:设计支持多种io端口类型的扩展电路，例如，数字输入输出端口、模拟输入端口、pwm输出端口等，增强系统的功能多样性。

3.可编程配置:实现io端口功能的可编程配置，用户可以通过软件设置io端口的工作模式、数据传输速率等参数，提高系统的灵活性。

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. 谢宇博,张立毅,李明.基于stm32和i2c总线的智能家居灯光控制系统设计[j].电子测量技术,2023,46(07):135-141.

2. 刘欢,陈永平,张春雷,等.基于i2c总线的多传感器数据采集系统设计[j].传感器与微系统,2022,41(12):95-99.

3. 冯俊,马建,李涛,等.基于i2c总线协议的多路数字温度传感器采集系统设计[j].传感器与微系统,2021,40(07):141-144 148.