iic通信

I2C(IIC,Inter-Integrated Circuit), 两线式 串行总线,由PHILIPS公司开发用于连接微控制器及其外围设备。
它是由 数据线SDA和时钟SCL 构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,高速IIC总线一般可达400kbps以上。

IIC是 半双工 通信方式。

总线结构

iic通信总线需要拉高,空闲时sda和scl都为高电平,结构如下图:
总线结构

iic协议状态

空闲状态

I2C总线总线的SDA和SCL两条信号线同时处于 高电平 时,规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态,即释放总线,由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。

起始信号与停止信号

  • 起始信号:当SCL为高期间,SDA由高到低的跳变;启动信号是一种电平跳变时序信号,而不是一个电平信号。
  • 停止信号:当SCL为高期间,SDA由低到高的跳变;停止信号也是一种电平跳变时序信号,而不是一个电平信号。

代码:

void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda设置为输出模式
IIC_SDA=1; //空闲状态,sda和scl都为高
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SDA=0; //START:when CLK is high,DATA change form high to low
delay_us(4);
IIC_SCL=0; //钳住iic总线,准备发送或者接收数据
}

void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT(); //sda输出
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0; //STOP:when CLK is high DATA change form low to high
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1; // 发送iic总线结束信号
delay_us(4);
}

应答信号ACK

发送器每发送一个字节,就在时钟脉冲9期间释放数据线,由接收器反馈一个应答信号。 应答信号为低电平时,规定为有效应答位(ACK简称应答位),表示接收器已经成功地接收了该字节;应答信号为高电平时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功。 
对于反馈有效应答位ACK的要求是,接收器在 第9个 时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低,并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。 如果接收器是主控器,则在它收到最后一个字节后,发送一个NACK信号,以通知被控发送器结束数据发送,并释放SDA线,以便主控接收器发送一个停止信号P。

代码:

//等待应答信号到来
//返回值:0为接受成功
// 1为接受失败
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDAÉèÖÃΪÊäÈë
IIC_SDA=1;delay_us(1);
IIC_SCL=1;delay_us(1);
while(READ_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
IIC_SCL=0;//ʱÖÓÊä³ö0
return 0;
}
//产生ack应答
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT(); //输出模式
IIC_SDA=0;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}
//不产生应答
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}

数据有效性

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,数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
即:数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在在下降沿到来之前必须稳定。

数据的传送

在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应(或同步控制),即在SCL串行时钟的配合下,在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。