i2c协议笔记

最近因为要用rx8025，所以仔细看了一下i2c的协议文件，之前用过i2c的器件，不过是直接用的网上的例程，没仔细看协议的具体实现。仔细看了之后把延时时间给优化了一下。

开始和停止都很简单，主要是中间的传输

 

中间传输出现的 (重新)开始信号 和开始传输的 开始信号 都是一样的，只要在SCL时钟线高电平期间，SDA数据线来一个下降沿就行。

 

i2c传输的要点就是： 传输一个字节 后面必然紧跟一个 响应 信号，这个响应信号可能来自主机，或者是从机，具体是谁，就要看传输方向。

传输方向分两种情况：

 1.主机->从机，主机对从机发一个字节之后，主机要读取从机的响应信号(主机读SDA线)

                    A) 主机读SDA为高电平，说明从机无应答，主机在此之后可以选择发送 停止信号

                         或者 (重新)开始信号。(重新)开始信号之后主机可以选择重新发送刚才的字节。

                    B) 主机读SDA为低电平，说明从机有应答，主机可以选择 直接发送下一字节 或者 停止信号

                         或者 (重新)开始信号 。(重新)开始信号之后主机也可以继续发送下一字节。

2.从机->主机， 主机读取从机一个字节之后，主机要向从机发送一个响应信号(主机写SDA线)

                    A)  主机写SDA为高电平，从机收到主机的无应答信号之后，从机停止传输，

                         等待主机的停止信号。

                    B)  主机写SDA为低电平，从机收到主机的应答信号之后，从机继续输出下一字节。

 

多说无益，直接上示例。

其实下面的代码实用价值并不是很大，仅为最简演示用，因为没有对总线的各种状态做判断，出现意外情况很容易死机，卡总线。

关于对总线的判断(程序中没有的部分)：开始传输前主机要读一次总线确保都是高电平，传输过程中还要根据响应信号决定重发、等待、停止。停止之后还要读总线确保总线被释放，即数据线与时钟线都是高电平。

 

头文件

#ifndef _I2C_H_
#define _I2C_H_

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "stm32f10x_gpio.h"

/*******************************************************************************
 * 注意: RX8025的Tbuf为1300ns 但在通信中发生计时数据的进位时 
 *       需要61000ns(Tsp)的总线空闲时间更新寄存器
 ******************************************************************************/
/****** I2C时序        参数说明                  标准模式  高速模式 RX8025 ****/
#define Thd_sta 46  // (重复)起始条件的保持时间  4000ns    600ns    600ns
#define Tlow    95  // SCL时钟的低电平周期       4700ns    1300ns   1300ns
#define Thigh   46  // SCL时钟的高电平周期       4000ns    600ns    600ns
#define Tsu_sta 46  // 重复起始条件的建立时间    4700ns    600ns    600ns
#define Thd_dat 0   // SDA数据保持时间           0         0        0
#define Tsu_dat 15  // SDA数据建立时间           250ns     100ns    200ns
#define Tsu_sto 46  // 停止条件的建立时间        4000ns    600ns    600ns
#define Tbuf    4500// 停止和启动之间的总线空闲  1300ns    1300ns   61000ns(Tsp)
#define ACK     0   // 应答   (SDA低电平)
#define NACK    1   // 无应答 (SDA高电平)

/******************** SCL PA0 ************* SDA PA1 ***************************/
#define I2C_SCL_W(X)  X?(GPIOA->BSRR = 0x00000001):(GPIOA->BSRR = 0x00010000);
#define I2C_SDA_W(X)  X?(GPIOA->BSRR = 0x00000002):(GPIOA->BSRR = 0x00020000);
#define I2C_SCL_R()   ((GPIOA->IDR & 0x00000001)>>0)    // PA0
#define I2C_SDA_R()   ((GPIOA->IDR & 0x00000002)>>1)    // PA1

void    I2C_Delay(uint32_t t);
void    I2C_Start(void);
void    I2C_Stop(void);
uint8_t I2C_SendByte(uint8_t dat);
uint8_t I2C_ReadByte(uint8_t ack);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

 函数文件

#include "i2c.h"

/**
  * @brief  delay func.
  * @param  delay time = t * 14ns
  * @retval none
  */

void I2C_Delay(uint32_t t)
{
    SysTick->LOAD = tick;
    SysTick->CTRL = 0x00000005;
    while(!(SysTick->CTRL & 0x00010000));
    SysTick->CTRL = 0x00000000;
}

/**
  * @brief  i2c start func.
  * @param  none
  * @retval none
  */

void I2C_Start(void)
{
    I2C_SDA_W(1);
    I2C_Delay(Tsu_dat);     // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns
    I2C_SCL_W(1);
    I2C_Delay(Thigh);       // Thigh    S > 4.0us, F > 0.6us

    I2C_SCL_W(1);
    I2C_Delay(Tsu_sta);     // Tsu;sta  S > 4.7us, F > 0.6us
    I2C_SDA_W(0);
    I2C_Delay(Thd_sta);     // Thd;sta  S > 4.0us, F > 0.6us
    I2C_SCL_W(0);
    I2C_Delay(Tlow);        // Tlow     S > 4.7us, F > 1.3us
}

/**
  * @brief  i2c stop func.
  * @param  none
  * @retval none
  */

void I2C_Stop(void)
{
    I2C_SCL_W(0);
    I2C_Delay(Tlow);        // Tlow     S > 4.7us, F > 1.3us
    I2C_SDA_W(0);
    I2C_Delay(Tsu_dat);     // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns
    I2C_SCL_W(1);
    I2C_Delay(Tsu_sto);     // Tsu;sto  S > 4.0us, F > 0.6us
    I2C_SDA_W(1);
    I2C_Delay(Tbuf);        // Tbuf(Tsp)S > 4.7us, F > 1.3us, for RX8025 > 61us
}

/**
  * @brief  i2c send data func.
  * @param  1 byte data
  * @retval slave response signal: ACK(0) or NACK(1)
  */

uint8_t I2C_SendByte(uint8_t dat)
{
    uint8_t i;
    for(i = 0; i < 8; i ++)
    {
        if((dat >> 7) & 1)  // MSB first
        {
            I2C_SDA_W(1);
        }
        else
        {
            I2C_SDA_W(0);
        }

        dat <<= 1;
        I2C_Delay(Tsu_dat); // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns, for rx8025 > 200ns
        I2C_SCL_W(1);
        I2C_Delay(Thigh);   // Thigh    S > 4.0us, F > 0.6us
        I2C_SCL_W(0);
        I2C_Delay(Tlow);    // Tlow     S > 4.7us, F > 1.3us
    }

    I2C_SDA_W(1);
    I2C_Delay(Tsu_dat);     // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns, for rx8025 > 200ns
    I2C_SCL_W(1);
    I2C_Delay(Thigh);       // Thigh    S > 4.0us, F > 0.6us

    i = 0;
    if( I2C_SDA_R() )
    {
        i = 1;
    }
    I2C_SCL_W(0);
    I2C_Delay(Tlow);        // Tlow     S > 4.7us, F > 1.3us

    return i;               // ACK == 0, NACK == 1
}

/**
  * @brief  i2c read data func.
  * @param  master response signal: ACK(0) or NACK(1)
  * @retval 1 byte data
  */

uint8_t I2C_ReadByte(uint8_t ack)
{
    uint8_t   a;
    uint8_t   dat = 0;
    I2C_SDA_W(1);           // master release sda and go high
    I2C_Delay(Tsu_dat);     // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns, for rx8025 > 200ns
    for(a = 0; a < 8; a ++)
    {
        I2C_SCL_W(1);
        I2C_Delay(Thigh);
        dat <<= 1;
        if( I2C_SDA_R() )
            dat |= 1;
        I2C_SCL_W(0);
        I2C_Delay(Tlow);
    }

    if(ack)                 // master response signal
    {
        I2C_SDA_W(1);       // master nack
    }
    else
    {
        I2C_SDA_W(0);       // master ack
    }

    I2C_Delay(Tsu_dat);     // Tsu;dat  S > 250ns, F > 100ns, for rx8025 > 200ns
    I2C_SCL_W(1);
    I2C_Delay(Thigh);       // Thigh    S > 4.0us, F > 0.6us
    I2C_SCL_W(0);
    I2C_Delay(Tlow);        // Tlow     S > 4.7us, F > 1.3us

    return dat;
}