[]()# IIC概述

IIC:兩線式串行總線，它是由__數(shù)據(jù)線SDA__和__時鐘線__SCL構成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，其使用IO使用較少，

在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進行雙向傳送，高速IIC總線一般可達400kbs以上。

時鐘線SCL：在通信過程起到控制作用。

數(shù)據(jù)線SDA：用來一位一位的傳送數(shù)據(jù)。

IIC分為軟件IIC和硬件IIC

軟件IIC：軟件IIC通信指的是用單片機的兩個I/O端口模擬出來的IIC，用軟件控制管腳狀態(tài)以模擬I2C通信波形，軟件模擬寄存器的工作方式。

硬件IIC：一塊硬件電路，硬件I2C對應芯片上的I2C外設，有相應I2C驅(qū)動電路，其所使用的I2C管腳也是專用的，硬件（固件）I2C是直接調(diào)用內(nèi)部寄存器進行配置。

補充 ：

1.硬件I2C的效率要遠高于軟件的，而軟件I2C由于不受管腳限制，接口比較靈活。

2.IIC是半雙工通信方式

[]()# IIC通信協(xié)議

IIC通信過程由開始、結束、發(fā)送、響應、接收五個部分構成。

1、（在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的時候）當SCL為高電平時，SDA線不允許變化；當SCL線為低電平時，SDA線可以任意0、1變化。

2、（在任意時候）只有當SCL為高電平時，IIC電路才對SDA線上的電平（0或者1）進行記錄，當SCL線為低電平時，無論SDA是高還是低，IIC電路都不對SDA進行采樣。

[]()### 空閑狀態(tài)

在介紹上面五個部分前，我們首先說說空閑狀態(tài)，什么是空閑狀態(tài)，就是__沒有通信時的狀態(tài)__（ 初始狀態(tài) ）

I2C總線的SDA和SCL兩條信號同時處于高電平時，規(guī)定為總線的空閑狀態(tài)。此時各個器件的輸出級場效管均處在截止狀態(tài)，即釋放總線，由兩條信號線各自的上拉電阻把電平拉高。

[]()### 開始信號與停止信號

開始信號：當SCL為高期間，SDA由高到低的跳變；啟動信號是一種電平跳變時序信號，而不是一個電平。

停止信號：當SCL為高期間，SDA由低到高的跳變；停止信號也是一種電平跳變時序信號，而不是一個電平信號。

開始信號程序 ：

//產(chǎn)生IIC起始信號

//1.設置SDA輸出

//2.先拉高SDA，再拉高SCL，空閑狀態(tài)

//3.拉低SDA

//4.準備接收數(shù)據(jù)

void IIC_Start(void)

{

SDA_OUT(); //sda線輸出

IIC_SDA=1;

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;//鉗住I2C總線，準備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)

}

停止信號程序 ：

//產(chǎn)生IIC停止信號

//1.設置SDA輸出

//2.先拉低SDA，再拉低SCL

//3.拉高SCL

//4.拉高SDA

//5.停止接收數(shù)據(jù)

void IIC_Stop(void)

{

SDA_OUT();//sda線輸出

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;//發(fā)送I2C總線結束信號

delay_us(4);

}

[]()### 應答信號

發(fā)送器每發(fā)送一個字節(jié)，就在時鐘脈沖9期間釋放數(shù)據(jù)先，由接收器反饋一個應答信號。應答信號為低電平時，規(guī)定為有效應答位(ACK簡稱應答位)，表示接收器已經(jīng)成功接收了該字節(jié)；應答信號為高電平時，規(guī)定為非應答位(NACK),一般表示接收器接收該字節(jié)沒有成功。

對于反饋有效應答位ACK的要求是，接收器在第9個時鐘脈沖之前的低電平期間將SDA線拉低，并且確保在該時鐘的高電平期間位穩(wěn)定的低電平。如果接收器是主控器，則在它收到最后一個字節(jié)后，發(fā)送一個NACK信號，以通知被控發(fā)送器結束數(shù)據(jù)發(fā)送，并釋放SDA線，以便主控接收器發(fā)送一個停止信號P

每當主機向從機發(fā)送完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，主機總是需要等待從機給出一個應答信號，以確認從機是否成功接收到了數(shù)據(jù)，從機應答主機所需要的時鐘仍是主機提供的，應答出現(xiàn)在每一次主機完成8個數(shù)據(jù)位傳輸后緊跟著的時鐘周期，低電平0表示應答，1表示非應答：

應答信號程序 ：

//產(chǎn)生ACK應答

//這里就很清楚了，產(chǎn)生應答：SCL在SDA一直為低電平期間完成低高電平轉換

void IIC_Ack(void)

{

IIC_SCL=0;

SDA_OUT();

IIC_SDA=0;

delay_us(2);

IIC_SCL=1;

delay_us(2);

IIC_SCL=0;

}

//不產(chǎn)生ACK應答,購買正品元器件，上唯樣商城

//這里就很清楚了，不產(chǎn)生應答：SCL在SDA一直為高電平期間完成低高電平轉換

void IIC_NAck(void)

{

IIC_SCL=0;

SDA_OUT();

IIC_SDA=1;

delay_us(2);

IIC_SCL=1;

delay_us(2);

IIC_SCL=0;

}

[]()### 發(fā)送數(shù)據(jù)

在I2C總線上傳送的每位數(shù)據(jù)都有一個時鐘脈沖相對應（或同步控制），即在SCL串行時鐘的配合下，SDA逐位地串行傳送每一位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)位的傳輸是邊沿觸發(fā)。

//IIC發(fā)送一個字節(jié)

//返回從機有無應答

//1，有應答

//0，無應答

//IIC_SCL=0;

//在SCL上升沿時準備好數(shù)據(jù)，進行傳送數(shù)據(jù)時，拉高拉低SDA，因為傳輸一個字節(jié)，一個SCL脈沖里傳輸一個位。

//數(shù)據(jù)傳輸過程中，數(shù)據(jù)傳輸保持穩(wěn)定（在SCL高電平期間，SDA一直保持穩(wěn)定，沒有跳變）

//只有當SCL被拉低后，SDA才能被改變

//總結：在SCL為高電平期間，發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送8次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為1,SDA被拉高，數(shù)據(jù)為0，SDA被拉低。

//傳輸期間保持傳輸穩(wěn)定，所以數(shù)據(jù)線僅可以在時鐘SCL為低電平時改變。

void IIC_Send_Byte(u8 txd)

{

u8 t;

SDA_OUT();

IIC_SCL=0;//拉低時鐘開始數(shù)據(jù)傳輸

for(t=0;t<8;t++)

{

//IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;

//獲取數(shù)據(jù)的最高位，然后左移7位

//如果某位為1，則SDA為1，否則相反

if((txd&0x80)>>7)

IIC_SDA=1;

else

IIC_SDA=0;

txd<<=1;

delay_us(2); //對TEA5767這三個延時都是必須的

IIC_SCL=1;

delay_us(2);

IIC_SCL=0;

delay_us(2);

}

}

單片機發(fā)送完一個字節(jié)后面必須跟一個等外應答函數(shù)：

思路：先讓SDA=1，再判斷在一定時間內(nèi)SDA是否變?yōu)?，從而識別出外設有沒有發(fā)送應答信號。

//等待應答信號到來

//返回值：1，接收應答失敗

// 0，接收應答成功

//1.設置SDA為輸入

//2.拉高SDA

//3.拉高SCL

//4.等待接收器返回應答信號，如果數(shù)據(jù)線SDA一直為高，就一直等待，并返回1(無效應答)，如果數(shù)據(jù)線SDA為低，返回0（有效應答）

u8 IIC_Wait_Ack(void)

{

u8 ucErrTime=0;

SDA_IN(); //SDA設置為輸入

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;//時鐘輸出0

return 0;

}

[]()### 接收數(shù)據(jù)

發(fā)送數(shù)據(jù)是一位一位發(fā)送，接收數(shù)據(jù)也是一位一位接收進來，最后返回應答信號：

//讀1個字節(jié)，ack=1時，發(fā)送ACK，ack=0，發(fā)送nACK

//先拉低SCL，延時后拉高

//讀取數(shù)據(jù)

//是否發(fā)送應答

u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)

{

unsigned char i,receive=0;

SDA_IN();//SDA設置為輸入

for(i=0;i<8;i++ )

{

    IIC_SCL=0; 

    delay_us(2);

    IIC_SCL=1;

    receive<<=1;

    if(READ_SDA)receive++;   

    delay_us(1); 

}                     

if (!ack)

    IIC_NAck();//發(fā)送nACK

else

    IIC_Ack(); //發(fā)送ACK   

return receive;

}

[]()