IIC
原理
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。
协议
空闲状态
开始信号
停止信号
应答信号
数据的有效性
数据传输
-
空闲状态
I2C总线总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
图中蓝色区域 都为高电平 -
起始信号
当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
-
停止信号
停止信号：当SCL为高期间，SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
图中蓝色线 -
数据有效性
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
即：数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在在下降沿到来之前必须稳定。
-
应答信号ACK
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。
对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。 如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P。
总结
- 规定如果是发送一个字节，必须接受一个应答信号；同理，接受一个字节，必定发送一个应答信号。
- 规定应答信号：低电平是有效应答（也就是正常接受了一个字节数据），高电平为无效应答，也称为非应答（也就是接受字节异常，或者是用于结束接受）
代码
我采用的是STM23407系列的芯片，而且用的是库函数开发，简单易懂，读者可以自行根据原理更改引脚。
#include "iic.h"
#include "delay.h"
#define SCL PBout(8)
#define SDA_OUT PBout(9)
#define SDA_IN PBin(9)
/*
引脚说明：
PB8 -- SCL
PB9 -- SDA
*/
void Iic_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB时钟
//配置PB8 9引脚
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9; //引脚8 9
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //输出模式
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉电阻
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
//总线空闲
SCL = 1;
SDA_OUT = 1;
}
//SDA模式
void Iic_Sda_Mode(GPIOMode_TypeDef Mode)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //引脚9
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = Mode;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //快速
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
//开始信号
void Iic_Start(void)
{
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_OUT); //SDA为输出模式
//总线空闲 SCL SDA都为高电平
SCL = 1;
SDA_OUT = 1;
delay_us(5);
SDA_OUT = 0; //启动信号
delay_us(5);
SCL = 0; //钳住总线
}
//停止信号
void Iic_Stop(void)
{
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_OUT);//SDA为输出模式
SCL = 0;
SDA_OUT = 0;
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
SDA_OUT = 1;
}
//发送一位数据 用来发ack应答信号
void Iic_Send_Ack(u8 ack)
{
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_OUT);
SCL = 0;
//准备数据
if(ack == 1)//要发数据1
{
SDA_OUT = 1; //引脚输1
}
//要发数据0
if(ack == 0)
{
SDA_OUT = 0; //引脚输0
}
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
SCL = 0;
}
//发一个字节
void Iic_Send_Byte(u8 data)
{
u8 i;
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_OUT);
SCL = 0;
for(i=0; i<8; i++)
{
//准备数据 如数据 0x87 1 0 0 0 0 1 1 1
if(data & (1<<(7-i)))
{
SDA_OUT = 1; //引脚输1
}
//要发数据0
else
{
SDA_OUT = 0; //引脚输0
}
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
SCL = 0;
}
}
//接受一位数据
u8 Iic_Recv_Ack(void)
{
u8 ack = 0;
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_IN);
SCL = 0;
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
if(SDA_IN == 1) //判断引脚电平是否为高电平
{
ack = 1;
}
if(SDA_IN == 0) //判断引脚电平是否为低电平
{
ack = 0;
}
SCL = 0;
return ack;
}
//接受一个字节
u8 Iic_Recv_Byte(void)
{
u8 i, data = 0; //0 0 0 0 0 0 0 0
Iic_Sda_Mode(GPIO_Mode_IN);
SCL = 0;
//循环8次，接受一个字节
for(i=0; i<8; i++)
{
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
if(SDA_IN == 1) //判断引脚电平是否为高电平
{
data |= (1<<(7-i));
}
SCL = 0;
}
return data;
}
以上IIC协议的代码我们就完成，我们可以利用这些代码使用OLED,AT24C02等硬件。