STM32-IIC协议详解

一、IIC简介

        I²C（Inter-Integrated Circuit）协议由飞利浦公司于1980年代开辟，是一种用于集成电路间短隔断通讯的串行协议。它计划用于毗连低速外围装备，特殊得当于必要简单数据交换的场景。I²C协议利用两根信号线：SCL（串行时钟线）和SDA（串行数据线）。这些线缆通过开漏（Open-Drain）输出布局与外接上拉电阻共同工作，以包管数据传输的稳固性和可靠性。I²C协议支持多主机和多从机的通讯模式，装备通过唯一的地点举行辨认。地点长度可以是7位或10位，使得I²C可以满意差别规模的体系需求。
二、时序分析

•         起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平。
  
•         停止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平。
  

示例：

2. //产生IIC起始信号
3. void IIC_Start(void)
4. {
5.         SDA_OUT();     //sda线输出
6.         IIC_SDA=1;                    
7.         IIC_SCL=1;
8.         delay_us(4);
9.         IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
10.         delay_us(4);
11.         IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
12. }
13. //产生IIC停止信号
14. void IIC_Stop(void)
15. {
16.         SDA_OUT();//sda线输出
17.         IIC_SCL=0;
18.         IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
19.         delay_us(4);
20.         IIC_SCL=1;
21.         IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
22.         delay_us(4);                                                                  
23. }

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• 发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后开释SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，以是SCL高电平期间SDA不答应有数据变革，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节。
  

示例：

2. //IIC发送一个字节
3. //返回从机有无应答
4. //1，有应答
5. //0，无应答                          
6. void IIC_Send_Byte(u8 txd)
7. {                        
8.     u8 t;   
9.         SDA_OUT();             
10.     IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
11.     for(t=0;t<8;t++)
12.     {              
13.         IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
14.         txd<<=1;           
15.                 delay_us(2);   
16.                 IIC_SCL=1;
17.                 delay_us(2);
18.                 IIC_SCL=0;       
19.                 delay_us(2);
20.     }         
21. }

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• 吸收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后开释SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位，以是SCL高电平期间SDA不答应有数据变革，依次循环上述过程8次，即可吸收一个字节（主机在吸收之前，必要开释SDA）。
  

示例：

2. //读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
3. u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
4. {
5.         unsigned char i,receive=0;
6.         SDA_IN();//SDA设置为输入
7.     for(i=0;i<8;i++ )
8.         {
9.         IIC_SCL=0;
10.         delay_us(2);
11.                 IIC_SCL=1;
12.         receive<<=1;
13.         if(READ_SDA)receive++;   
14.                 delay_us(1);
15.     }                                         
16.     if (!ack)
17.         IIC_NAck();//发送nACK
18.     else
19.         IIC_Ack(); //发送ACK   
20.     return receive;
21. }

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• 发送应答：主机在吸收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0体现应答，数据1体现非应答 吸收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟吸收一位数据，判定从机是否应答，数据0体现应答，数据1体现非应答（主机在吸收之前，必要开释SDA）。
  

示例：

2. //等待应答信号到来
3. //返回值：1，接收应答失败
4. //        0，接收应答成功
5. u8 IIC_Wait_Ack(void)
6. {
7.         u8 ucErrTime=0;
8.         SDA_IN();      //SDA设置为输入  
9.         IIC_SDA=1;delay_us(1);          
10.         IIC_SCL=1;delay_us(1);         
11.         while(READ_SDA)
12.         {
13.                 ucErrTime++;
14.                 if(ucErrTime>250)
15.                 {
16.                         IIC_Stop();
17.                         return 1;
18.                 }
19.         }
20.         IIC_SCL=0;//时钟输出0           
21.         return 0;  
22. }
24. //产生ACK应答
25. void IIC_Ack(void)
26. {
27.         IIC_SCL=0;
28.         SDA_OUT();
29.         IIC_SDA=0;
30.         delay_us(2);
31.         IIC_SCL=1;
32.         delay_us(2);
33.         IIC_SCL=0;
34. }
36. //不产生ACK应答                    
37. void IIC_NAck(void)
38. {
39.         IIC_SCL=0;
40.         SDA_OUT();
41.         IIC_SDA=1;
42.         delay_us(2);
43.         IIC_SCL=1;
44.         delay_us(2);
45.         IIC_SCL=0;
46. }

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