第十二课：I2C通信 EEPROM

常用的串行总线协议：

目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。

其中I2C总线以同步串行2线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线）。

SPI总线则以同步串行3线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线）。

SCI总线是以异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输出线）。

1-wire，即单线总线，又叫单总线。

UART总线异步串口    （第十课内容单片机串口通信就是用这种总线通信协议）

1-wire  （第十四课讲数字温度传感器DS18B20就是用的这种总线通信协议）

I2C总线  （本节课主讲内容）

SPI总线

 I2C串行总线的组成及工作原理

•I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，它只有两根双向信号线。一根是数据线SDA（serial data I/O），另一根是时钟线SCL（serial clock）。

•如下图所示，IIC总线上可以挂多个器件，而每个器件都有唯一的地址，这样可以标识通信目标。数据的通信的方式采用主从方式，主机负责主动联系从机，而从机则被动回应数据。

     I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。

开发板上的 I2C总线以及总线上的设备AT24C02

I2C总线传输协议

数据位的有效性规定

SCL为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有SCL信号为低电平期间，SDA状态才允许变化。

I2C的起始和终止信号

     SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。

I2C的起始和终止信号

     SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。

I2C字节的传送与应答

    每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。

 

应答位的作用

1.主机在发送数据时，每次发送一字节数据，都需要读取从机应答位，当从机空闲可以接收该字节数据时，从机会发出应答（一帧数据的第9位为“0”），当从机正忙于其他工作的处理来不及接收主机发送的数据时，从机会发出非应答（一帧数据的第9位为“1”）主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送，主机通过从机发出的应答位来判断从机是否成功接收数据。

2.当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主机产生终止信号。

I2C写数据流程

在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位）我们开发板上的AT24C02地址为0xa0，第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。