首页 我的图书馆 个图VIP
IIC详解,包括原理、过程,最后一步步教你实现IIC

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: 

    • #define I2C_SCL    GPIO_Pin_6
    • #define I2C_SDA   GPIO_Pin_7
    • #define GPIO_I2C  GPIOB
    • #define I2C_SCL_H GPIO_SetBits(GPIO_I2C, I2C_SCL)  //把PB6置高
    • #define I2C_SCL_L  GPIO_ResetBits(GPIO_I2C, I2C_SCL)  //把PB6置低
    • #define I2C_SDA_H  GPIO_ResetBits(GPIO_I2C, I2C_SDA)  //把PB7置高
    • #define I2C_SDA_L  GPIO_ResetBits(GPIO_I2C, I2C_SDA)  //把PB7置低

        (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;

                     }

本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报
下载APP,好文好书随时看
来自:用久智能  > 电子
举报
[荐]  原创奖励计划来了,万元大奖等你拿!
猜你喜欢
类似文章
stm32之IIC通信协议
(18条消息)SHT30使用的学习过程2 SHT30驱动程序
I2C 串行总线的组成及工作原理
IIC通信协议总结
解析I2C通信协议
IIC总线通信协议
更多类似文章 >>
生活服务
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!