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網(wǎng)上轉(zhuǎn)載的IIC總線筆記，歡迎大家共師兄習(xí)
人與人之間能進(jìn)行交流是因為有語言這個工具。電子芯片之間的交流也需要一個工具，IIC總線就是這個工具，通過IIC總線，芯片之間能進(jìn)行信息交流。但是，交流并不是那么簡單的，交流的雙方必須有共同語言，就像我們和外國人交流的時候就要用外語，而不能用國語，否則無法交流。芯片通過IIC總線進(jìn)行交流。
什么是IIC總線？
IIC總線由一條SDA數(shù)據(jù)線和一條SCL時鐘線組成，在這兩條線上可以掛載多個IIC設(shè)備，每個IIC設(shè)備都有自己的地址，這些地址由硬件的出廠固定地址位和可編程地址位組成，只有在兩條線上傳輸?shù)闹凳荌IC設(shè)備的地址時，這個IIC設(shè)備才會作出響應(yīng)。就像師傅上課提問學(xué)生一樣，只有學(xué)生被叫到自己的名字才會站起來回答問題。
IIC作為電子芯片之間的交流語言，它也有一些語法------IIC通訊協(xié)議。
當(dāng)SCL時鐘線為高電平的時候，如果SDA線由高電平跳到低電平，說明師傅準(zhǔn)備提問學(xué)生了，即IIC主機(jī)準(zhǔn)備尋找從機(jī)。
這個過程轉(zhuǎn)換為C語言就是
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda線設(shè)置為輸出模式
IIC_SDA=1;
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SDA=0; // SDA由高跳到低
delay_us(4);
IIC_SCL=0;//鉗住I2C總線，準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)
}
我們把這個過程稱為IIC的起始信號。
注意：上面的delay延時函數(shù)不是固定的，要根據(jù)硬件設(shè)備的固定時序來設(shè)置。就像有些學(xué)生反應(yīng)比較快，有些學(xué)生反應(yīng)比較慢，師傅不能要求每個學(xué)生反應(yīng)時間都一樣。所以主機(jī)呼叫從機(jī)要根據(jù)從機(jī)的反應(yīng)速度來設(shè)定等待時間。這個延時十分重要！延時長一點和短一點都無法得到正確的數(shù)據(jù)。
做事要有始有終，師傅提問完學(xué)生當(dāng)然要請學(xué)生坐下啦，IIC用完從機(jī)，當(dāng)然也要把從機(jī)釋放了。
這個過程就是主機(jī)發(fā)出一個終止信號：SCL為高時，SDA由低電平跳到高電平
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda線輸出
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0;//SDA由低跳到高
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1;//發(fā)送I2C總線結(jié)束信號
delay_us(4);
}
終止信號完了之后，IIC處于閑置狀態(tài)，主機(jī)可以呼叫其他設(shè)備了，（提問完一個學(xué)生，師傅又可以去提問另一個學(xué)生了！）
俗話說：一個巴掌拍不響。師傅叫學(xué)生起來回答問題，如果學(xué)生不樂意當(dāng)然也就不鳥師傅了。當(dāng)主機(jī)呼叫從機(jī)時，從機(jī)可以應(yīng)答也可以不應(yīng)答。即當(dāng)SCL為高電平的時候，SDA為低電平表明從機(jī)應(yīng)答，否則表明從機(jī)不應(yīng)答。
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0; //首先拉低SCL，防止產(chǎn)生起始或結(jié)束信號
SDA_OUT();
IIC_SDA=0; //低電平代表應(yīng)答
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=0;
}
Ack即從機(jī)應(yīng)答。
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=1; //高電平代表不應(yīng)答
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=0;
}
NAck即是No Ack ，從機(jī)不應(yīng)答。
等待應(yīng)答也是一個過程：
u8IIC_Wait_Ack(void)
{
u8ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDA設(shè)置為輸入模式
IIC_SDA=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
while(READ_SDA) //SDA為高即未應(yīng)答
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250) //等待一段時間還沒應(yīng)答則發(fā)送停止信號
{
IIC_Stop();
return1;
}
}
IIC_SCL=0;//時鐘線輸出0
return0;
}
有了上面的基本信號，主從機(jī)可以進(jìn)行交流了。
voidIIC_Send_Byte(u8 txd) //發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
{
u8t;
SDA_OUT();
IIC_SCL=0;//拉低時鐘線開始數(shù)據(jù)傳輸
for(t=0;t<8;t++)
{
if(txd&0x80) // 因為先發(fā)的是最高位
IIC_SDA=1; //如果剛剛的位是1則證明SDA為高，所以置1
else
IIC_SDA=0; //你懂的
txd <<=1; //為讀下一位作準(zhǔn)備
delay_us(4);
IIC_SCL=1; //時鐘線高的時候，數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定，保證正確讀取
delay_us(4);
IIC_SCL=0; //時鐘線拉低，允許讀下一位
delay_us(4);
}
}
為什么要先把SCL設(shè)置為低電平？其實上面已經(jīng)有提示，因為在SCL為高電平的時候，SDA的變化代表著起始或者終止信號，所以在SCL為低的時候，才允許SDA變化（這些變化代表數(shù)據(jù)）。
另外因為一個字節(jié)（8位）的數(shù)據(jù)是按照一位一位來傳送的，協(xié)議規(guī)定先傳送最高位，所以txd與上0x80，判斷最高位什么電平，然后txd自身左移一位，即第6位變第7位...以此類推，循環(huán)8次，則0~7號位上的數(shù)據(jù)完成了傳送。
師傅可以提問學(xué)生，學(xué)生也可以提問師傅。同樣，主機(jī)可以向從機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)，從機(jī)也可以向主機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)（或主機(jī)讀取從機(jī)數(shù)據(jù)）
u8 IIC_Read_Byte() //因為接收從最高位開始，所以下面進(jìn)行左移操作的。
{
u8i,receive=0;
SDA_IN(); //SDA設(shè)置為輸入
for(i= 0;i < 8;i++ ) //一個字節(jié)需要一位一位地讀出來，所以要循環(huán)8次
{
IIC_SCL= 0;
delay_us(4);
IIC_SCL= 1;
receive<<= 1; //左移一位
if(READ_SDA) //當(dāng)SDA是1的時候讀入1否則直接補零
receive|= 0x01;
delay_us(1);
}
IIC_Ack();//發(fā)送ACK ，表示讀完數(shù)據(jù)且應(yīng)答了
returnreceive;
}
這里的READ_SDA是SDA線的引腳狀態(tài)號。
以上就是IIC的基本“語法”了。
再來一個實際應(yīng)用：
/************************************************/
/* 向從機(jī)寫數(shù)據(jù) */
/************************************************/
//“1”代表主機(jī)讀取數(shù)據(jù)，“0”代表主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)
void Single_Write(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address,u8REG_Data)
{
IIC_Start(); //開始信號
IIC_Send_Byte(SlaveAddress); //發(fā)送設(shè)備地址+寫信號
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
IIC_Send_Byte(REG_Address); //發(fā)送設(shè)備寄存器地址
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
IIC_Send_Byte(REG_Data); //寫數(shù)據(jù)
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
IIC_Stop(); //停止信號
delay_ms(5);
}
/************************************************/
/* 讀取從機(jī)的數(shù)據(jù) */
/************************************************/
u8 Single_Read(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address)
{
u8 REG_Data;
IIC_Start(); //開始信號
IIC_Send_Byte(SlaveAddress); //發(fā)送設(shè)備地址+寫信號
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
IIC_Send_Byte(REG_Address); //發(fā)送設(shè)備寄存器地址
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
IIC_Start(); //再次開始信號
IIC_Send_Byte(SlaveAddress+ 1); //發(fā)送設(shè)備地址+讀信號
IIC_Wait_Ack(); //等待應(yīng)答
REG_Data =IIC_Read_Byte(); //獲取數(shù)據(jù)
IIC_NAck(); //不再應(yīng)答
IIC_Stop(); //停止信號
delay_ms(5);
returnREG_Data;
}
注意：在同一IIC總線上可以掛載的同一IIC設(shè)備最大數(shù)量是2^（可編程位數(shù)），如果可編程位數(shù)是3，那么可以掛載這種IIC設(shè)備的最大數(shù)量就是8個。
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