I2C简介

I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

器件地址

24C02的地址由固定位和可编程位决定，固定位为1010（0x0A），可编程位由E2,E1,E0引脚外接的高低电平决定
在这里插入图片描述

开始和停止条件

时序图
开始条件：时钟线高电平，数据线下降沿
停止条件：时钟线高电平，数据线上升沿
重复开始条件：
时钟信号为高电平的时候，数据线的电平变化被认为是指令，所以为了避免干扰，最好在一个操作之后把时钟线拉低
注意高低电平的建立时间，典型值为4.7us，程序里面取10us就已经足够了

数据传送

时序图
写数据的时候注意时钟线拉低数据线才能变化，时钟线一旦拉高，一个位就会被写入，循环八次就可以写入一个字节
读数据同理，只有在时钟线高电平的时候才能读

应答位

主机给从机发送数据之后，需要直到从机有没有接收到数据，这时候就需要一个应答，应答的原理是主机把是时钟线和数据线都拉低，如果从机收到了数据就会把时钟线拉低，如果时钟线一直是高电平，则是NACK（无应答），此时主机就会选择重新发送或者结束。

读写流程

写
- 开始信号
- 传送从机地址，接收应答
- 传送寄存器地址，接收应答
- 传送数据，接收应答
- 停止信号
读
- 开始信号
- 传送从机地址，接收应答
- 传送寄存器地址，接收应答
- 重复起始信号
- 传送从机地址，接收应答
- 从机传送数据，(如果完成从机会传送非应答)
- 停止信号

代码实现

#include"i2c.h"

void Delay10us()
{
    
    
	unsigned char a,b;
	for(b=1;b>0;b--)
		for(a=2;a>0;a--);

}

void I2cStart()//时钟高电平，数据线下降沿
{
    
    	
	SDA=1;
	Delay10us();
	SCL=1;
	Delay10us();
	SDA=0;
	Delay10us();
	
	SCL=0;
	Delay10us();//抗干扰	
}

void I2cStop()		
{
    
    
	
	SDA=0;
	Delay10us();
	SCL=1;
	Delay10us();
	SDA=1;
	Delay10us();

	SCL = 0 ;
	Delay10us();// 抗干扰
	
}

unsigned char I2cSendByte(unsigned char dat)
{
    
    

	unsigned char a=0,b=0;//最大255，一个机器周期为1us，最大延时255us。	
		
	for(a=0;a<8;a++)//要发送8位，从最高位开始
	{
    
    
		SCL=0;
		Delay10us();
		SDA=dat>>7;	 //时钟低电平可以改变数据
		dat=dat<<1;
		Delay10us();
		SCL=1;
		Delay10us();//建立时间>4.7us
		SCL=0;
		Delay10us();//时间大于4us		
	}

	SDA=1;
	SCL=1;
	Delay10us();//释放两根线,等待应答




	if(SDA==0){
    
    //ACK
		SCL =0 ;
		Delay10us();
		return 1;

	}
	else{
    
    
		int i =0;
		for(i=0;i<200;i++){
    
    
			Delay10us();
		}
		if(SCL==0){
    
    //再次应答
			SCL =0 ;
			Delay10us();
			return 1;
		}
		else{
    
    
			SCL =0 ;//
			Delay10us();
			return 0;
		}
	}
		
}


unsigned char I2cReadByte()
{
    
    
	unsigned char a=0,dat=0;

	for(a=0;a<8;a++)//接收8个字节
	{
    
    
		SCL=1;
		Delay10us();

		dat<<=1;
		dat|=SDA;
		Delay10us();//时钟线高电平的时候数据不会变，可以读

		SCL=0;
		Delay10us();//切换到下一个位
	}
	return dat;		
}

void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
    
    
	I2cStart();
	I2cSendByte(0xa0);//发送写器件地址
	I2cSendByte(addr);//发送要写入内存地址
	I2cSendByte(dat);	//发送数据
	I2cStop();
}

unsigned char At24c02Read(unsigned char addr)
{
    
    
	unsigned char num;
	I2cStart();
	I2cSendByte(0xa0); //发送写器件地址
	I2cSendByte(addr); //发送要读取的地址
	I2cStart();
	I2cSendByte(0xa1); //发送读器件地址
	num=I2cReadByte(); //读取数据
	I2cStop();
	return num;	
}

其他

数据写一位，移动一位

SDA=dat>>7;	 //时钟低电平可以改变数据
dat=dat<<1;

数据移一位，读一位
```
dat<<=1;
dat|=SDA;
```

关于SCL设置高电平：在上升沿还没由发生前，不要把SCL拉高，否则可能干扰信号会被当做指令

void I2cStart()//时钟高电平，数据线下降沿
{
      
      	
	SCL=1;
	SDA=1;//如果这样写的话可能会有干扰信号
	Delay10us();
	SDA=0;
	Delay10us();
	
	SCL=0;
	Delay10us();//抗干扰	
}

	void I2cStart()//时钟高电平，数据线下降沿
	{
      
      	
		SDA=1;//这样就可以使得输入的是纯粹的下降沿
		Delay10us();
		SCL=1;
		Delay10us();
		SDA=0;
		Delay10us();
		
		SCL=0;
		Delay10us();//抗干扰
	}
		```

关于应答：当主机读数据的时候，24c02传输完数据并不会发送ACK信号
关于重复开始信号：重复开始信号可以直接拿开始信号代替，“重复”两个字只不过指的是是在结束信号之前又发了一次开始信号

51单片机协议入门（一）I2C（以24c02为例）