单片机之IIC通信协议「建议收藏」

单片机之IIC通信协议「建议收藏」概念I2C(IIC,Inter-IntegratedCircuit),两线式串行总线,由PHILIPS公司开发用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,高速IIC总线一般可达400kbps以上。硬件IIC:硬件IIC速度比模拟快,并且可以用DMA。硬件IIC会自动匹配与从机的通信时序,…

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概念

I2C(IIC,Inter-Integrated Circuit),两线式串行总线,由PHILIPS公司开发用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,高速IIC总线一般可达400kbps以上。

硬件IIC:硬件IIC速度比模拟快,并且可以用DMA。硬件IIC会自动匹配与从机的通信时序,只需配置好硬件IIC的一些函数就可以了。
软件IIC:用软件模拟IIC的时序图,从而与从机实现通信

IIC传输特点

1.半双工:半双工通信允许信号在两个方向上传输,但某一时刻只允许信号在一个信道上单向传输,可切换方向的单工通信

2.串行同步通信:数据通过一根SDA线传输,SCL提供同步时钟。同步通信的最大特点就是通信双方的SCL时钟线连在一起。

3.主从式通信:每一个通信周期的发起和结束都是由主设备来做的,从设备只有被动的响应主设备,没法自己自发的去做任何事情。有主机从机之分,支持多个从机。

单片机之IIC通信协议「建议收藏」

4.传输顺序:高位在前,低位在后

5.只有SDA与SCL两根线,但是主机与从机之间还需要一根共地线,不然从机怎么知道主机发过来的电平时序是高还是低呢!

6.SDA与SCL总线一定要接上拉电阻。

7,传输速率:I2C协议v2.1规定了三种速率(bps)
                       -100K
                       -400K
                       -3.4M

通信速率是按照主机的SCL的速度来通信,SCL上的通信速度要同时小于主从规定的最大通信速度

一主多从的通信过程:主设备在每个通信周期会先发8位的从设备地址,其实8位中只有7位是从设备地址(datasheet有设备地址),还有1位表示主设备下面要写入还是读出(由从设备决定)到总线(主设备是以广播的形式发送的,只要是总线上的所有从设备其实都能收到这个信息)。然后总线上的每个从设备都能收到这个地址,并且收到地址后和自己的设备地址比较看是否相等。如果相等说明主设备本次通信就是给我说话,如果不想等说明这次通信与我无关,不用听了不管了。

 

IIC时序 

空闲状态:SDA与SCL总线都处于高电平状态

起始信号时序与结束信号时序

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应答信号时序

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发送器每发送一个字节,就在时钟脉冲9期间释放数据线,由接收器反馈一个应答信号。 应答信号为低电平(0)时,规定为有效应答位(ACK简称应答位),表示接收器已经成功地接收了该字节;应答信号为高电平(1)时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功。 

数据的有效性

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SCL处于高电平期间,SDA的数据不能发生变换;SCL处于低电平期间,SDA的数据才允许发生变换。

对从机的读字节与写字节时序需要按照从机的时序图来写

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