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IIC详解 1、I2C总线具有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL 2、IIC总线上可以挂很多设备：多个主设备，多个从设备（外围 设备）。上图中主设备是两个单片机，剩下的都是从设备。 3、多主机会产生总线裁决问题。当多个主机同时想占用总线时，企图启动总线传输数据，就叫做总线竞争。I2C通过总线仲裁，以决定哪台主机控制总线 4、上拉电阻一般在4.7k~10k之间 5、每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传输可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机 即为发送器，总线上收数据的器件则为接收器。 6、I2C总线的数据传送： (1)、数据位的有效性规定： (2)、起始与终止信号：SCL为高期间， SDA : 由高到低，起始信号 SDA：由低到高，终止信号 7、起始信号和终止信号都是由主机发送的。在起始信号产生之后，总线就处于被占用的状态，在终止信号产生之后，总线就处于空闲状态。 8、连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则很容易检测到起始和终止信号。 9、每当发送器传输完一个字节的数据之后，发送端会等待一定的时间，等接收方的应答信号。接收端通过拉低SDA数据线，给发送端发送一个应答信号，以提醒发送端我这边已经接受完成，数据可以继续传输，接下来，发送端就可以继续发送数据了。 10、数据传送格式：主机发送给从机 11、I2C模拟方式 的特殊情况： 12、总线寻址： (1)、主机向从机发送8位数据，这8位数据是在起始信号之后发送的第一个字节，后面的字节都是数据，不再是寻址，除非又重新来一个起始信号。 (2)、主机给从机发送第一个字节（总线寻址那个字节），若是读命令，则从机接收到该 命令之后，主动往主机发送数据。 (3)、主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，若相同，则认为自己正在被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器和接收器 (4)、从机地址的确定：第0位是读写位。（如对于24C02这块存储器，它若作为从机，那么它的地址中7~4位是固定的，更改不了，第3~1位是可以更改的，每一位根据硬件的管教连接来确定，连接高电平那就是1，低电平就是0） 13、在起始信号后必须传送一个从机的地址(7位)，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)。 14、每次数据传送总是由主机产生的终止信号来结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。 15、在总线的一次数据传输中，可以有一下几种组合方式： (1)、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传递过程中不变： (2)、主机在第一个字节后，立即从从机读数据(传输方向不变)： (3)、在传送过程中，当需要改变传递方向时，起始信号和从机地址都被重复一次产生一次，但两次读/写方向位正好相反 16、时序： 注：主机做的都是编程控制，从机做的都是自主控制，也可以说是硬件控制，如主机给应答信号是编程控制，但是从机给应答信号是硬件控制，我们只需要检查在SDA为高期间，SCL保持低电平一些时间，即可判定从机给了主机应答信号。 17、模拟IIC编程 (1)、开引脚的时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); (2)、宏定义：
(3)、配置函数 void I2C_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=I2C_SCL | I2C_SDA; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出模式 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); } (4)、SDA有输出方向和输入方向，配置SDA的这两个模式： void I2C_OUT(void) //SDA是输出方向 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=I2C_SDA; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出模式 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); I2C_SCL_H; I2C_SDA_H; //把两条线都变成高电平 } void I2C_IN(void) //SDA是输入方向 { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=I2C_SDA; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_IPU; //输入上拉模式 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); } (5)、产生起始信号： 看上面的时序图写 void I2C_Start(void) //在SCL高电平，SDA由高到低，在此之前，SDA的高电平必须保持>4.7us，起始信号变成低电平之后，还要延时>4us { I2C_SDA_OUT(); //SDA是输出方向,即由主机发送的 I2C_SDA_H; I2C_SCL_H; delay_us(5); //延时5个微妙 I2C_SDA_L； //起始信号 delay_us(5); I2C_SCL_L; } (6)、主机产生停止信号： void I2C_Stop(void) { I2C_SDA_OUT(); I2C_SCL_L; I2C_SDA_L; I2C_SCL_H; delay_us(5); I2C_SDA_H; delay_us(5); } (7)、主机产生应答信号： void I2C_ACK(void) { I2C_SDA_OUT(); I2C_SCL_L; I2C_SDA_L; delay_us(2); I2C_SCL_H; delay_us(5); I2C_SCL_L; // I2C_SDA_H; } (8)、主机不发送应答信号： void I2C_NACK(void) { I2C_SDA_OUT(); I2C_SCL_L; I2C_SDA_H; delay_us(2); I2C_SCL_H; delay_us(5); I2C_SCL_L; } (9)、等待信号，当发送器发送一个数据之后，需要等待从接收端发过来的应答信号,主机等待从机应答 u8 I2C_Wait_ACK(void) //SDA为低电平时，表明从机给了应答 { int time=0; //计数器 I2C_SDA_IN(); //表明是从机的SDA I2C_SDA_H; delay_us((1); I2C_SCL_H; delay_us(1); while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_I2C,I2CC_SDA)) //等待应答信号 { time++; if(time>250) //等待时间过长，产生停止信号，返回1，表示接收应答失败 { I2C_Stop(); return 1; } //应答成功，则SCL变低 I2C_SCL_L; return 0; } } (10)、主机发送一个字节的数据,从高位开始发送。SCL位高电平的时候，数据必须保持稳定，所以可以在SCL为低电平时组织数据，SCL为高电平时发送或者接收数据 void send_Byte(u8 data) { I2C_SDA_OUT(); //数据准备 I2C_SCL_L; delay_us(2); for(int i=0;i<8;i++) //从高位开始一位一位地传送 { //发数据放到数据线上 if((data & 0x80)>0) //当前的最高位为1 I2C_SDA_H; //拉高数据线 else I2C_SDA_L; data<<1; //数据左移一位 //开始发送数据 I2C_SCL_H; delay_us(2); //上一个数据发送完毕，为下一个数据发送准备 I2C_SCL_L; delay_us(2); } } (11)、主机接收一个字节数据 u8 rev_Byte(u8 ack) { u8 rev_Data; //接收到的数据 I2C_SDA_IN(); for(int i=0;i<8;i++) { //数据准备 I2C_SCL_L; delay_us(2); I2C_SCL_H; //主机开始读数据，从机不能再改变数据了，即改变SDA的电平 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_I2C,I2CC_SDA) ) //接收到的是1 rev_Data++; rev_Data<<1; delay_us(1); } if(ack==0) //说明主机不需要给从机应答 I2C_NACK(); else //主机需要给应答 I2C_ACK(); return rec_Data; } |
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