| 1.1 IIC的基本概念 IIC是一种通讯协议（通讯机制），IIC是用芯片和芯片之间进行数据传输。串口也用于芯片和芯片之间的数据传输。简单来说，“串口”可以理解“汉语”，“IIC”可以理解“英语”，汉语和英语是都有语法，在交流时，需要按照语法来进行交流。在嵌入式中，每一种通讯机制都有其特定的“语法”，在进行数据传输时，必须按照其语法来进行传输。 通过一个例子来学习“IIC”的语法： IIC通讯对象有两个：一个是主机、一个是从机。IIC的从机是有“设备地址”的。 IIC的信号有四个，这四个信号都有站在主机的角度来理解的： 1) 起始信号 2) 数据信号：主机发出数据信号，主机读取数据信号。 3) 应答信号：主机发出应答信号，主机读取应答信号。 4) 结束信号。 IIC主机和IIC从机进行数据交互式，是有“时钟”来控制的，即每一个时钟脉冲，传输1位数据。“时钟” 是由“主机”发出。 IIC通讯线有两根，分别是： 1) SCK/SCL：serial clock ,串行时钟 2) SDA：serial data，串行数据。 SCL主要是用于输出“时钟脉冲”，时钟脉冲是由主机来发出。 SDA用于传输数据，传输方向是双方向的。 SCL和SDA都是STM32的IO口，要注意的是，SDA所在的IO口既可以输出也可以输入。 IIC总线必须挂载上拉电阻，常用上拉电阻的阻值是4.7K和10K。上拉电阻的作用：可以通过调节VCC的电压值以及调节上拉电阻的阻值来调节驱动电流。 1.3 IIC的基本时序1) 起始信号：SCL输出高电平，在SCL管脚为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，则该跳变沿为“起始信号”。IIC通讯过程的第一个信号是IIC起始信号。 2) 结束信号：SCL输出高电平，在SCL管脚为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，则该跳变沿为“结束信号”。IIC通讯过程的最后一个信号是IIC结束信号。 3) IIC传输数据，每次传输都是8位，也就是一个字节，在传输时，先传输高位，依次从高位到低位传输，最后传输最低位。 4) 1位数据传输的过程：SDA在时钟低电平时准备数据（如果需要发送的数据位是1，则将SDA管脚输出高电平；如果需要发送的数据位是0，则将SDA管脚输出低电平），数据在时钟上升沿时发送出去，数据在时钟高电平时，数据需要保持稳定，也就是电平保持稳定。重复8次“位传输过程”即可完成一个字节的数据的发送。 5) 应答信号分为：应答信号和非应答信号。 6) IIC在传输数据时，每传输完8位数据，必须要传输1位应答位。在第9个时钟时，SDA为低电平则表示“应答”；在第9个时钟时，SDA为高电平则表示“非应答”。IIC从机若处于“故障状态”或者“忙碌状态”，会给主机“非应答”。 1) IIC通讯的第一个信号是：IIC起始信号 2) 在IIC起始信号之后，紧接着需要传递“设备地址”，设备地址 = 7位设备地址+最低位1位方向位。最低位为0表示“写地址”，即SDA的数据流向：主机→从机；最低位为1表示“读地址”，即SDA的数据流向：从机→主机。举例：假如一个IIC设备，其7位地址010 1101，其“写地址”是0101 1010，“读地址”0101 1011。 3) 主机发出“设备地址”，从机需要应答。 4) 在传送了“设备地址”之后，就是数据传输。发送方每传输1个字节的数据，接收方需要传输一个应答位。 5) IIC设备的数据交互的过程以“结束信号”结束。 1.4 GPIO口配置开漏输出，输出高电平，可切换为输入GPIO口配置开漏输出，可以输出高低电平，注意：输出高电平需要挂上拉电阻。 GPIO口配置开漏输出，输出高电平，也可切换为输入，直接读取IDR寄存器可获知管脚输入的电平是高电平还是低电平。 1.5 IIC的时钟频率IIC的时钟频率常用的有两种频率：100KHZ和400KHZ。IIC时钟频率要求不是很严格，允许时钟频率偏差。 如果IIC的时钟频率为100KHZ，一个时钟周期 = 1/100000 s= 1/100000 *10^6 = 10us 。高低电平各5us。 如果IIC的时钟频率为400KHZ，一个时钟周期 = 1/400000 s = 1/400000 *10^6 = 2.5us。高低电平各1.25us。 滴答延时函数无法实验小数延时，1.25us是无法实现的，只能是延时1us或者延时 2us。 当高低电平各为1us，时钟频率是 = 1/T = 1/2us = 500KHZ。 当高低电平各为2us，时钟频率是 = 1/T = 1/4us = 250KHZ 1.6 IIC相关伪代码在调试IIC的时序时，一定要用逻辑分析仪。什么是逻辑分析仪：逻辑分析仪内部有一个单片机，单片机内部又有定时器，定时器配置为输入捕获，就可以捕获脉冲方波，再通过上位机显示。 1.6.1 IIC管脚初始化 |