解析I2C通信协议

一、I2C的概念

1. I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线,I2C总线只有两根双向信号线。其中一根是数据线SDA,另一根是时钟线SCL

解析I2C通信协议_第1张图片

2. 每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。发送数据到总线上的称为发送器,从总线上接收数据的器件称为接收器。

解析I2C通信协议_第2张图片

每个I2C总线上的器件的地址唯一,主机就是通过寻找唯一的地址来进行数据传输。当主机为发送器的时候,器件接收数据,当主机为接收器的时候,器件发送数据。

二、常用的串行扩展总线

  I2C(Inter Ic BUS)总线、单总线(1-WIRE BUS)、SPI(Serial Peripheral Interface)等。

三、I2C的六个信号

1. 起始信号

定义:SCL线为高电平期间,SDA线由高电平向低电平的变化。

解析I2C通信协议_第3张图片

void iic_start(void)
{
    SDA = 1;
    SCL = 1;
    delay_us(1);
    SDA = 0;
    delay_us(1);
    SCL = 0;
}
2. 终止信号
定义:SCL线为高电平期间,SDA线由低电平向高电平的变化。

解析I2C通信协议_第4张图片

void iic_stop(void)
{
    SDA = 0;
    SCL = 1;
    delay_us(1);
    SDA = 1;
    delay_us(1);
    SCL = 0;
}
3. 写数据信号

I2C总线进行数据传送时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高低电平状态才允许变化。
解析I2C通信协议_第5张图片

bit iic_send_byte(unsigned char byte)
{
    unsigned char i;
    
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        SDA = byte & 0x80;
        SCL = 1;
        delay_us(1);
        SCL = 0;
        byte <<= 1;
    }
    
    SCL = 1;
    SDA = 1;
    delay_us(1);
    if(0 == SDA)
    {
        ack = 1;
    }
    else
    {
        ack = 0;
    }
    
    SCL = 0;
    return ack;
}
4. 读数据信号
I2C总线进行数据传送时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高低电平状态才允许变化。

解析I2C通信协议_第6张图片

unsigned char iic_rcv_byte(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char temp = 0;
    unsigned char a;
    
    SDA = 1;
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        SCL = 0;
        delay_us(1);
        SCL = 1;
        if(SDA)
        {
            a = 0x01;
        }
        else
        {
            a = 0;
        }
        
        temp |= (a << (7 - i));
        delay_us(1);
    }
    
    SCL = 0;
    
    return temp;
}
5. 应答信号
I2C总线协议规定,每传送一个字节数据,都要有一个应答信号以确定数据传送是否被对方接收。应答信号由接收设备产生,在SCL为高电平期间,接收设备将SDA拉低为低电平,表示数据传输正确。

解析I2C通信协议_第7张图片

void iic_ack(void)
{
    SDA = 0;
    SCL = 1;
    delay_us(1);
    SCL = 0;
}
6. 非应答信号
解析I2C通信协议_第8张图片

void iic_noack(void)
{
    SDA = 1;
    SCL = 1;
    delay_us(1);
    SCL = 0;
}


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