协议学习系列（一）------IIC协议_iic协议学习-优快云博客

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前言
一、IIC总线是什么
二、IIC总线协议
- 1.信号类型
- 2.数据传输
三、I2C程序
总结

前言

主要记录一下工作中常用的几种通讯协议。

一、IIC总线是什么

IIC（Inter-Integrated Circuit）其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。I²C的正确读法为“I平方C”（“I-squared-C”），而“I二C”（“I-two-C”）则是另一种错误但被广泛使用的读法。自2006年10月1日起，使用I²C协议已经不需要支付专利费，但制造商仍然需要付费以获取I²C从属设备地址。
在这里插入图片描述
IIC总线由一根数据线SDA和一根时钟线SCL组成，IIC总线上允许连接多个微处理器以及各种外围设备，如存储器、LED及LCD驱动器、A/D及D/A转换器等。为了保证数据可靠地传送，任一时刻总线只能由某一台主机控制，各微处理器应该在总线空闲时发送启动数据，为了妥善解决多台微处理器同时发送启动数据的传送（总线控制权）冲突，以及决定由哪一台微处理器控制总线的问题，I2C总线允许连接不同传送速率的设备。多台设备之间时钟信号的同步过程称为同步化。

二、IIC总线协议

1.信号类型

IIC总线在数据传输过程中共有三种信号类型，分别是起始信号、应答信号、和结束信号；总线数据开始传输时必须以起始信号作为开始条件，以结束信号作为停止条件；从机在接收到8bit数据后应向发送数据的IC发送应答信号。其中，起始信号是必须的，应答信号和结束信号不是必须的。

起始信号：IIC总线在空闲状态时（SCL和SDA高电平），SCL为高电平时，SDA由高到低电平跳变。
在这里插入图片描述
停止信号：IIC总线在忙状态时（SCL为高电平，SDA为低电平），SCL为高电平时，SDA由低到高电平跳变。

应答信号：协议规定主机每传完一个字节的数据即外设每收到一个字节的数据，外设就要在第9个时钟脉冲到来的时候，将SDA数据线拉低进行应答（ACK）,且必须是稳定的低电平，表示已经收到了一个字节的数据，拉高表示不进行应答（注意这里是外设将SDA数据线拉低）。
在这里插入图片描述

2.数据传输

上面我们讲完IIC传输的几种信号类型，接下来我们来看下总线数据传输的流程。

总线上的每一个器件都有唯一的地址，而主机和从机之间的通信也是建立在总线寻址的基础上。即主机在传输数据之前须先指定要访问的从机的地址（大部分器件都是7位寻址——地址为7bit），再确定数据传输方向（1bit——为“0”表示主机向从机写数据，为“1”表示主机由从机读数据），最后才能进行数据传输。

主机向从机发送数据：
1.主设备发送起始（START）信号
2.主设备发送设备地址到从设备
3.等待从设备响应(ACK)
4.主设备发送数据到从设备，一般发送的每个字节数据后会跟着等待接收来自从设备的响应(ACK)
5.数据发送完毕，主设备发送停止(STOP)信号终止传输
在这里插入图片描述
主机向从机读取数据：
1.设备发送起始（START）信号
2.主设备发送设备地址到从设备
3.等待从设备响应(ACK)
4.主设备接收来自从设备的数据，一般接收的每个字节数据后会跟着向从设备发送一个响应(ACK)
5.一般接收到最后一个数据后会发送一个无效响应(NACK)，然后主设备发送停止(STOP)信号终止传输
在这里插入图片描述
注：在实际应用中还是要根据芯片手册通信规则来进行程序编写。

三、I2C程序

//i2c引脚初始化，我这里用的是软件i2c
void OLED_I2C_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef OLEDGPIO_InitStructure;
  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
 	OLEDGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	OLEDGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	OLEDGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
 	GPIO_Init(GPIOA, &OLEDGPIO_InitStructure);
	OLEDGPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
 	GPIO_Init(GPIOA, &OLEDGPIO_InitStructure);
	
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}

//你们测试有问题的话按照时序图加个10us延时函数
//起始信号
void OLED_I2C_Start(void)
{
	OLED_W_SDA(1);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(0);
}
//结束信号
void OLED_I2C_Stop(void)
{
	OLED_W_SDA(0);
	OLED_W_SCL(1);
	OLED_W_SDA(1);
}
//这里我为了方便没有写应答信号
//字节传输，用for循环和位移操作来传输每一个电平，每循环一次右移一位
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
		OLED_W_SCL(1);
		OLED_W_SCL(0);
	}
	OLED_W_SCL(1);	
	OLED_W_SCL(0);
}
//0x78是地址
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		
	OLED_I2C_SendByte(0x00);		
	OLED_I2C_SendByte(Command); 
	OLED_I2C_Stop();
}
//写数据
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
	OLED_I2C_Start();
	OLED_I2C_SendByte(0x78);		
	OLED_I2C_SendByte(0x40);		
	OLED_I2C_SendByte(Data);
	OLED_I2C_Stop();
}