【硬件】IIC总线

1. 引言

IIC总线是系统中比较常用的一种总线了。很多芯片用的都是IIC。
比如很多MEMS的姿态传感器（陀螺仪，加速度计，磁强计），一些加密芯片，E2PROM……比如mpu6050、9250、hmc5883……
适用于这些功能比较多而且速率要求不高的场合。
下面简单记录一下IIC总线的要点。记住高亮的地方基本就够了。

2. IIC总线介绍

2.1 IIC

IIC也可以写做I2C，全称是Inter IC bus.
是由PHLPS提出的一种一种串行数据总线协议

2.2 IIC有3种速率：

• 低速模式 100 kb/s
• 快速模式 400 kb/s
• 高速模式 3.4M/s

2.3 引脚

IIC总线2根总线：
－　时钟线　SCL，由master提供
－　数据线　SDA

2.4 寻址

IIC总线是主从设备，从机地址位数为7位。一个主机在总线上最多可以挂127个从机（7位地址最多128，去除0x0广播地址，还剩127），设备间通过不同的设备地址来区分。

• 任一设备输出低电平，都能拉低整个总线
• 每个IIC器件都有自己的地址，7位，一般4位表示类型，3位表示编号。
  一般主机寻址发送8位地址，7位器件地址 + 1位读写位(0:W,1:R)。
  发送到总线上时也是高位先发。
  
  不同厂家描述不同，如果datasheet说自己是7位地址，那就上图的A6~A0，如果说自己的8为地址，分读地址和写地址，那就是厂家把读写位加进去了。

3. 时序图

百度图片给的第一张结果，这就是一个典型的IIC读写时序

记住下面标黄的几个特征就行了。

3.1 空闲态

无数据传输时，SDA和SCL均为高

3.2 起始结束

SCL高时，SDA变化
如上图的框1和框5

3.3 数据传输

SCL低时，SDA变化
如上图框1和框2之间，给出数据，在SCL高电平时（框2），读取数据

3.4 ACK信号

ack信号的理解不是那么直观。
主机每发送完一个字节（8bit），会释放SDA总线，把控制权交给从机。如果从机有响应，会在下一个时钟周期里，把SDA拉低。作为一个ack信号。

3.2 例子

不同芯片，需要的时序是不一样的。
但是主流的IIC读写方式是这样的。

1. 发送1字节（7位地址+W信号）
2. 发送1字节（寄存器地址）
3. 发送1字节（7位地址+R信号）
4. 接收n字节

2、3步之间有时候在一次周期内完成，有些芯片需要2次（中间掺杂 结束 和 其实信号）

4. 驱动代码

4.1 mcu

MCU中的IIC很多是使用IO口模拟的。
这些一方面用起来比较方便，任何两个引脚都可以用，而且不涉及使用中断等，使用起来相对比较简单，而且有助于我们理解时序图。
网上例程太多了，搜IIC模拟一大把，按着时序图很快能写出来。如果不能用就用逻辑分析仪抓下波形看一下，稍微微调一下。（在此强推淘宝上那种很便宜的 逻辑分析仪，很好用，比示波器好用多了。而且低速总线我们也用不到那种很贵的带宽很高的逻辑分析仪，用了很多年了，确实是调时序的神器）。

4.2 Linux

在linux系统中怎么使用IIC驱动，详解下一篇博客。

5. 引用

• IIC地址7位8位10位区别