[自主学习-嵌入式]IIC通信介绍

1 IIC（Inter-Integrated Circuit 内部集成电路）

1.1 概述

①两线式串行总线（SDA数据线、SCL时钟线），用于连接微控制器和外围设备
②传输速度100-400kHz=100~400kbps（48.8KB/s）
高速模式最高可达4MHz(488KB/s)

注意KB和kbps的区别：
KB代表K个字节
kbps代表k个位每秒

③半双工型
④传送过程中有三种类型的信号：开始、结束、应答信号

1.2 通信过程

1.2.1 主模式

①IIC的接口启动数据传输并且产生时钟信号。
②串行数据传输总是以其实条件开始并以停止条件借宿。
③起始条件和停止条件都是在主模式下由软件产生控制的。

1.2.2 从模式

①IIC接口能识别自身地址（7位或者10位）和在数据总线广播的地址（好比每个人都有不同的身份ID，叫到哪个哪个就发生应答）
②同时软件能够控制开启或者禁止广播呼叫地址的识别。

1.2.3 传输特点

①数据和地址按照8位每个字节来传输，高位在前。
②跟在起始条件后的1或者2个字节是地址（7位模式为1个字节，10位模式为2个字节）
③地址只能主模式发送。
④在一个字节传输的8个时钟后的第九个时钟期间，从模式接收后必须回一个ACK给发送器，这样才进行数据传输。
⑤在IIC空闲时候，SDA ,SCL 都是保持高电平

1.2.4 三种信号产生

①起始信号：在时钟SCL保持高电平，然后SDA数据线是从高电平变为低电平表示起始信号；
②停止信号：在时钟SCL保持高电平，然后SDA数据线是从低电平变为高电平表示停止信号；
③应答信号：主机发送完一个8为数据后，会等待从机的回答一个ACK信号就是SDA将会拉低。

1.2.5 数据传输

①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）。
②如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。
③在 IIC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，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化，否者造成数据发送失败。

1.3 IIC读写过程（以主的角度来说，AT24C02为例）

1.3.1 简介

AT24C系列EEPROM芯片的地址码（前7位）组成：
①固定部分为1010
②A2，A1，A0引脚接高低电平后得到确定的3位编码，形成7位编码
③最后一位R/W表示是要读还是要写 ，0为写入，1为读出

1.3.2 IIC读

①单片机先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（“伪写”），发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。
②被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为回应。
③再发一个字节的要读出器件的存储区的首地址
④收到应答后，单片机要重复一次起始信号并发出器件地址和读方向位（1）
⑤收到器件应答后就可以读出数据字节，每读出一个字节，单片机都要回复应答信号。
⑥当最后一个字节数据读完后，单片机应返回以“非应答”（高电平），并发出终止信号以结束读出操作。

1.3.3 IIC写

①首先发送该器件的7位地址码和写方向位”0”(共8位，即一个字节),发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。
②被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为响应
③单片机收到应答后就可以传送数据了。
④传送数据时，单片机首先发送一个字节的被写入存储器的首地址
⑤收到存储器器件的应答后，单片机就逐个发送数据字节，但每发送一个字节后都要等待应答。
注：AT24C系列片内地址在接收到每一个数据字节地址后自动加1，在芯片的“一次装载字节数”限度内，只需输入首地址。装载字节数超过芯片的“一次装载字节数”时，数据地址将“上卷”，前面的数据将被覆盖。

字节写入

页写入