学习回顾：IIC

一、IIC通信介绍：

        IIC总线是由Philips公司开发的一种通用数据总线，它是由两根通讯线（SCL时钟线和SDA数据线）组成，同步、半双工协议，并不是USART全双工，并且带数据应答，支持总线挂载多个设备（一主多从、多主多从）。

二、硬件电路

1. 所有IIC设备的SDA连在一起，SCL连接在一起；
2. 设备的SDA和SCL都要配置成开漏输出；
3. SCL和SDA都添加一个上拉电阻，阻值一般是4.7KΩ左右。

注意：1、主机对SCL有完全使用权，任何时候都是主机掌控着SCL线，从机只能被动读取；

        2、只有在从机发送数据和应答的时候，才可以控制SDA线；

        这里肯定有疑问，为什么要配置成开漏输出并加上上拉电阻呢？这里我们可以看到，SDA线主机和从机都可以进行发送，如果主机发送高电平，同时从机发送了低电平，这个时候不就造成了严重的电源短路现象了吗？所以这里配置成开漏模式，完全杜绝了电源短路现象，避免了引脚的来回切换。开漏加弱上拉同时兼具了输入和输出的功能。

三、时序设计

• 起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平转换到低电平；
• 终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平转换到高电平。

        发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位。所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节。简单来说，就是主机拉低SCL，把数据放在SDA上，然后主机拉高SCL，从机读取SDA的数据。这里因为有时钟线，所以在发送数据的时候，可以进入中断，不会影响数据的收发，这里是和USART不同的地方。

        接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位。所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）。这里虚线表示从机控制的电平。

        发送应答∶主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答。
        接收应答∶主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA)。

        接下来我们分析一下IIC具体执行逻辑，先看下IIC时序图：

• 指定地址写：

1. 在这个时序图中，我们可以看到，在时序刚开始的时候，SCL和SDA都是高电平，然后SDA从高电平转换到低电平，这就到了我们的起始条件，说明数据传输开始了。
2. 接下来我们会看到主机发送了一段11010000数据，其中前7位为从机地址，告诉我们spi主机要控制哪个从机设备（一主多从），最后的0表示主机进行写入操作（如果读出就是1）。
3. 然后又一位0，代表的是从机的应答位（如果是1则代表没有应答，传输会失败）。
4. 后续又一个上升的高电平，就是从机释放SDA产生的，也就是交出了SDA的控制权，这个时候主机开始控制SDA继续进行读写操作。
5. 后面发送了00011001数据，代表从机设备的寄存器地址。
6. 然后又一个0，表示从机的应答位，主机接收到了应答，继续进行传输。
7. 按照同样的流程继续发送，继续受到应答0，然后停止。这就是指定地址写的时序逻辑。

• 当前地址读：对于指定的设备（从机地址），在当前地址指针指示的地址下读取从机数据。这里需要注意的是，这个指针上电默认指向起始地址，然后进行读写操作后自增。由于指针不可指定，所以这个时序并不常用。
• 指定地址读：指定地址读的逻辑也是一样的，先是指定从机地址，然后收到应答，然后指定一个地址，然后应答。这个时候，就会发现和当前地址读不一样的地方了，因为这里指定了地址，而这个时候指针也指向了这个地址，不就是指定地址读了吗？OK，继续往后。这里就要按照IIC通信协议，这里要进行一个重复起始操作，这样就是一条完整的数据帧。然后在进行读操作，直到结束。自此，IIC时序就介绍完毕了。