I2C外设

I2C的总结

I2C优点：

接口线少只有两根线，控制方式简单，通信速率较高；

I2C 是飞利浦公司开发的两线式串行总线；

I2C缺点：

硬件比较复杂，稳定性不太好，程序移植有点麻烦，用软件模拟I2C比较方便

物理层特点：

（1）支持多设备的总线

（2）一个总线只使用两根线，数据线SDA，时钟线SCL

（3）每个连接总线都设备都有一个独立的地址，查询设备都是靠这个地址

（4）总线通过上拉电阻，空闲的时候就输出高阻态，所有设备空间的时候，会拉成高电平

（5）多个主机同时使用总线的时候，就会使用仲裁

（6）总线传输模式，标准100kbits/s,快速模式400kbit.s

I2C协议有什么？

I2C 里面定义了通信的 6 个方面

1、起始和停止信号

2、数据有效性、

3、响应

4、仲裁

5、时钟同步

6、地址广播

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（1）数据有效性

I2C传输数据，SCL时钟要为高电平期间，SDA传输数据的线必须稳定；

时钟为低电平的期间，数据线上的高电平或者低电平数据允许发生变化；

传输数据以字节为单位，每次传输的字节数不受限制；

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（2）起始和停止信号

时钟SCL为高电平期间，SDA数据线由高电平向低电平变化表示起始信号；

时钟SCL为高电平期间，SDA数据线由低电平向高电平变化表示停止信号；

起始和停止信号都是由主机发出，发送起始信号后，总线就处于被占用的状态，主机发送停止信号后，总线就处于空闲状态；

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（3）应答和响应

发送端传输完一个字节的数据后，后面必须要跟一个校验位，这个校验位是 从机 通过控制SDA（数据线）来实现的，主机可以继续发送数据，这个校验位就是数据或地址传输过程中的响应。

响应分为（应答ACK）和（非应答NACK）

作为从机 当 主机接收到I2C传输的一个字节数据或地址后，若让主机继续发送需要向对方发送应答ACk信号低电平脉冲，主机就会继续发送下一个数据；

若从机希望结束数据传输，则会向主机发送 非应答NACK信号高电平脉冲，主机收到非应答信号，就会产生停止信号，结束信号传输；

每个字节必须保证8位，先传送高位MSB ，在传输地位LSB，传送的字节要跟一位应答位 （一帧 9 位 ）

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（4）总线的寻址方式

分为两种，7位和10位的

D7~D1 是 从机的地址，D0位是数据传送方向位；

为0表示主机向从机写数据，为1 主机向 从机读数据；

主机发送一个地址，总线上每个器件都将头7位于自己的地址比较，一样，就会被主机选址

四位是固定的，3个可编程

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（5）数据传输模式

主机发送起始信号，发送从机地址+使能位写数据，从机发送应答，主机发送数据，从机应答主机发送数据，非应答，主机 发送结束信号；

软件模拟：

#include "iic.h"


// at 芯片读写操作的
// 起始信号
void iic_start(void)
{
        IIC_SCL = 1;
        IIC_SDA = 1;
        delay_10us(1);
        IIC_SDA = 0;
        delay_10us(1);
        IIC_SCL = 0;
        // 处于占用

}


// 停止信号

void iic_stop(void)
{
        IIC_SCL = 1;
        IIC_SDA = 0;
        delay_10us(1);
        IIC_SDA = 1;
        delay_10us(1);
}


// 应答信号

void iic_ack(void)
{
        IIC_SCL = 0;
        IIC_SDA = 0;
        delay_10us(1);
        IIC_SCL = 1;
        delay_10us(1);
        IIC_SCL = 0;
}

// 非应答信号

void iic_nack(void)
{
        IIC_SCL = 0;
        IIC_SDA = 1;
        delay_10us(1);
        IIC_SCL = 1;
        delay_10us(1);
        IIC_SCL = 0;        

}


u8 iic_wait_ack(void)
{
        u8 time_temp =0;

        IIC_SDA = 1;
        delay_10us(1);
        while(IIC_SDA)
        {
                time_temp++;
                if(time_temp>100)
                {
                        iic_stop();
                        return 1; // 返回1 停止应答         
                }                        
        }
        IIC_SDA = 0;
        return 0;        

} 

// IIC写字节的操作
void iic_write_byte( u8 dat)        // 入参 传入字节
{
        //
        u8 i =0;
        IIC_SCL=0;
        for(i=0;i<8;i++)  //从高位 在地位 写入
        {
                if( (dat&0x80) > 1)  // 0x80 1000 0000  从最高位 判断最高位为1 如果大于0
                        IIC_SDA = 1;
                else
                        IIC_SDA = 0;
                dat <<= 1; // 左移一位
                IIC_SDA = 0;
                delay_10us(1);
                IIC_SCL=0;
                delay_10us(1); 
        } 
}

// IIC 读字节操作
u8 iic_read_byte(u8 ack)
{
        u8 i =0;
        u8 receive =0;

        for(i=0;i<8;i++)
        {
                IIC_SCL = 0;
                delay_10us(1);
                IIC_SCL=1;
                delay_10us(1);
                receive<<=1;
                if(IIC_SDA)receive++;         
        
        }
        
        if(!ack)iic_nack();
        else iic_ack();

        return receive;        

}