I2C总线

一.I2C总线

#1.I2C总线的电气连接

描述通信总线的方式：
同步 全双工 串行
异步 半双工 并行（速度快，占的资源多，8的倍数条线）
单工
I2C总线（同步 半双工 串行总线）支持多主多从的模式；一般情况使用的是一主多从的应用。一般有上拉电阻。
两条线：
数据线（SDA）：
时钟线（SCL）：
典型I2C总线图

2.I2C时序

2.1　START和STOP条件

启动信号：SCL为高电平的时候，SDA负跳变。
结束信号：SCL为高电平的时候，SDA正跳变。

Start/Stop Condition of I2C-BUS

2.1.1起始信号代码

void I2C_Start(void)

{

    I2C_SDA_High();     //SDA=1

    I2C_SCL_High();     //SCL=1

    I2C_Delay();

    I2C_SDA_Low();

    I2C_Delay();

    I2C_SCL_Low();

    I2C_Delay();

}

2.1.2停止信号代码

void I2C_Stop(void)

{

    I2C_SDA_Low();

    I2C_SCL_High();

    I2C_Delay();

    I2C_SDA_High();

    I2C_Delay();

}

2.2主从设备读写条件

2.2.1主从设备读写操作

（1）主设备往从设备写数据

写数据时序图

（2）主设备从从设备中读数据

读数据时序图

写：MCU在数据总线上的数据稳定之后，检测边沿信号（上升沿）写数据到器件；
读：MCU发出边沿信号（下降沿）告诉器件发送数据，检测到边沿信号之后，器件更新数据，等待稳定之后MCU读取数据
字节中每一位的传输都需要一个时钟周期；

发送一个字节
  CPU向I2C总线设备发送一个字节（8bit）数据

u8 I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
    uint8_t i;
    /* 先发送高位字节 */
    for(i = 0 ; i < 8 ; i++)
    {
        if(Byte & 0x80)
        {
            I2C_SDA_High();
        }
        else
        {
            I2C_SDA_Low();
        }
        I2C_Delay();
        I2C_SCL_High();
        I2C_Delay();
        I2C_SCL_Low();
        I2C_Delay();
        
        if(i == 7)
        {
            I2C_SDA_High();                     /* 释放SDA总线 */
        }
        Byte <<= 1;                             /* 左移一位  */
        I2C_Delay();
    }
}　

读取一个字节
  CPU从I2C总线设备上读取一个字节（8bit数据）

u8 I2C_ReadByte(void)
{
    uint8_t i;
    uint8_t value;
 
    /* 先读取最高位即bit7 */
    
    value = 0;
    for(i = 0 ; i < 8 ; i++)
    {
        value <<= 1;
        I2C_SCL_High();
        I2C_Delay();
        if(I2C_SDA_READ())
        {
            value++;
        }
        I2C_SCL_Low();
        I2C_Delay();
    }
    return value;
}

CPU产生一个ACK信号

void I2C_Ack(void)
{
    I2C_SDA_Low();
    I2C_Delay();
    I2C_SCL_High();
    I2C_Delay();
    I2C_SCL_Low();
    I2C_Delay();
    I2C_SDA_High();
}

参考博文：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42229404/article/details/81514457
https://blog.youkuaiyun.com/JoggingPig/article/details/107522737
https://blog.youkuaiyun.com/stephenbruce/article/details/116449974