I2C協議（非原創，轉載他人，用於學習）
I2C協議：1、空閑狀態 2、開始信號 3、停止信號 4、應答信號 5、數據的有效性 6、數據傳輸
IIC詳解
1、I2C總線具有兩根雙向信號線，一根是數據線SDA，另一根是時鐘線SCL
2、IIC總線上可以掛很多設備：多個主設備，多個從設備（外圍 設備）。上圖中主設備是兩個單片機，剩下的都是從設備。
3、多主機會產生總線裁決問題。當多個主機同時想占用總線時，企圖啟動總線傳輸數據，就叫做總線競爭。I2C通過總線仲裁，以決定哪臺主機控制總線
4、上拉電阻一般在4.7k~10k之間
5、每個接到I2C總線上的器件都有唯一的地址。主機與其它器件間的數據傳輸可以是由主機發送數據到其它器件，這時主機 即為發送器，總線上收數據的器件則為接收器。
6、I2C總線的數據傳送：
(1)、數據位的有效性規定：
(2)、起始與終止信號：SCL為高期間，
SDA : 由高到低，起始信號
SDA：由低到高，終止信號
7、起始信號和終止信號都是由主機發送的。在起始信號產生之後，總線就處於被占用的狀態，在終止信號產生之後，總線就處於空閑狀態。
8、連接到I2C總線上的器件，若具有I2C總線的硬件接口，則很容易檢測到起始和終止信號。
9、每當發送器傳輸完一個字節的數據之後，發送端會等待一定的時間，等接收方的應答信號。接收端通過拉低SDA數據線，給發送端發送一個應答信號，以提醒發送端我這邊已經接受完成，數據可以繼續傳輸，接下來，發送端就可以繼續發送數據了。
10、數據傳送格式：主機發送給從機
11、I2C模擬方式 的特殊情況：
12、總線尋址：
(1)、主機向從機發送8位數據，這8位數據是在起始信號之後發送的第一個字節，後面的字節都是數據，不再是尋址，除非又重新來一個起始信號。
(2)、主機給從機發送第一個字節（總線尋址那個字節），若是讀命令，則從機接收到該 命令之後，主動往主機發送數據。
(3)、主機發送地址時，總線上的每個從機都將這7位地址碼與自己的地址進行比較，若相同，則認為自己正在被主機尋址，根據R/T位將自己確定為發送器和接收器
(4)、從機地址的確定：第0位是讀寫位。（如對於24C02這塊存儲器，它若作為從機，那麽它的地址中7~4位是固定的，更改不了，第3~1位是可以更改的，每一位根據硬件的管教連接來確定，連接高電平那就是1，低電平就是0）
13、在起始信號後必須傳送一個從機的地址(7位)，第8位是數據的傳送方向位(R/T)，用“0”表示主機發送數據(T)，“1”表示主機接收數據(R)。
14、每次數據傳送總是由主機產生的終止信號來結束。但是，若主機希望繼續占用總線進行新的數據傳送，則可以不產生終止信號，馬上再次發出起始信號對另一從機進行尋址。
15、在總線的一次數據傳輸中，可以有一下幾種組合方式：
(1)、主機向從機發送數據，數據傳送方向在整個傳遞過程中不變：
(2)、主機在第一個字節後，立即從從機讀數據(傳輸方向不變)：
(3)、在傳送過程中，當需要改變傳遞方向時，起始信號和從機地址都被重復一次產生一次，但兩次讀/寫方向位正好相反
16、時序：
註：主機做的都是編程控制，從機做的都是自主控制，也可以說是硬件控制，如主機給應答信號是編程控制，但是從機給應答信號是硬件控制，我們只需要檢查在SDA為高期間，SCL保持低電平一些時間，即可判定從機給了主機應答信號。
17、模擬IIC編程
(1)、開引腳的時鐘：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
(2)、宏定義：
#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_SCL_L GPIO_ResetBits(GPIO_I2C, I2C_SDA) //把PB7置低
(3)、配置函數
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; //推挽輸出模式
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
(4)、SDA有輸出方向和輸入方向，配置SDA的這兩個模式：
void I2C_OUT(void) //SDA是輸出方向
{
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; //推挽輸出模式
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
I2C_SCL_H;
I2C_SDA_H; //把兩條線都變成高電平
}
void I2C_IN(void) //SDA是輸入方向
{
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; //輸入上拉模式
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
(5)、產生起始信號： 看上面的時序圖寫
void I2C_Start(void) //在SCL高電平，SDA由高到低，在此之前，SDA的高電平必須保持>4.7us，起始信號變成低電平之後，還要延時>4us
{
I2C_SDA_OUT(); //SDA是輸出方向,即由主機發送的
I2C_SDA_H;
I2C_SCL_H;
delay_us(5); //延時5個微妙
I2C_SDA_L； //起始信號
delay_us(5);
I2C_SCL_L;
}
(6)、主機產生停止信號：
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)、主機產生應答信號：
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)、主機不發送應答信號：
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)、等待信號，當發送器發送一個數據之後，需要等待從接收端發過來的應答信號,主機等待從機應答
u8 I2C_Wait_ACK(void) //SDA為低電平時，表明從機給了應答
{
int time=0; //計數器
I2C_SDA_IN(); //表明是從機的SDA
I2C_SDA_H;
delay_us((1);
I2C_SCL_H;
delay_us(1);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_I2C,I2CC_SDA)) //等待應答信號
{
time++;
if(time>250) //等待時間過長，產生停止信號，返回1，表示接收應答失敗
{
I2C_Stop();
return 1;
}
//應答成功，則SCL變低
I2C_SCL_L;
return 0;
}
}
(10)、主機發送一個字節的數據,從高位開始發送。SCL位高電平的時候，數據必須保持穩定，所以可以在SCL為低電平時組織數據，SCL為高電平時發送或者接收數據
void send_Byte(u8 data)
{
I2C_SDA_OUT();
//數據準備
I2C_SCL_L;
delay_us(2);
for(int i=0;i<8;i++) //從高位開始一位一位地傳送
{
//發數據放到數據線上
if((data & 0x80)>0) //當前的最高位為1
I2C_SDA_H; //拉高數據線
else
I2C_SDA_L;
data<<1; //數據左移一位
//開始發送數據
I2C_SCL_H;
delay_us(2);
//上一個數據發送完畢，為下一個數據發送準備
I2C_SCL_L;
delay_us(2);
}
}
(11)、主機接收一個字節數據
u8 rev_Byte(u8 ack)
{
u8 rev_Data; //接收到的數據
I2C_SDA_IN();
for(int i=0;i<8;i++)
{
//數據準備
I2C_SCL_L;
delay_us(2);
I2C_SCL_H; //主機開始讀數據，從機不能再改變數據了，即改變SDA的電平
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_I2C,I2CC_SDA) ) //接收到的是1
rev_Data++;
rev_Data<<1;
delay_us(1);
}
if(ack==0) //說明主機不需要給從機應答
I2C_NACK();
else //主機需要給應答
I2C_ACK();
return rec_Data;
}
---------------------
作者：shaguahaha
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/shaguahaha/article/details/70766665
版權聲明：本文為博主原創文章，轉載請附上博文鏈接！
I2C協議（非原創，轉載他人，用於學習）