单片机之IIC通信协议「建议收藏」

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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。

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

应答信号时序

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

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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