第1章 IIC

1.1 IIC介绍

IIC：Inter-Integrated Circuit(集成电路总线)，IIC通信协议是飞利浦公司于80年代初发明的一种运用于芯片与芯片之间进行信息交换的串行、同步、半双工通信协议。

应用场合：芯片与芯片之间。板间通信。共模通信。抗干扰能力很差。

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1.2 IIC总线

1) IIC协议有两根总线：时钟总线SCK，数据总线SDA。

2) 这两根总线都需要接上拉电阻。

3) 所有IIC设备都接在该总线上：一个主机和多个从机。

4) IIC总线空闲为高电平。

5) 时钟总线SCK由主机控制。

1.3 IIC协议

IIC起始条件：表示IIC通信开始，在主机发出起始条件之后，所有的从机都会准备接收设备地址。主机发出的设备地址和从机自身的设备地址相同时，从机就会发送应答。如果不相同，从机静默。

IIC结束条件：表示IIC通信结束，在主机发出结束条件之后，所有的从机都会进入空闲状态。

IIC位传输：一次传输8个位的数据，高位在前，一个时钟发送一个位的数据。

IIC应答：每次收到数据的设备都会应答。

1.3.1 IIC基本信号

IIC起始信号：在SCK高电平期间，SDA的下降沿都是起始信号。

IIC结束信号：在SCK高电平期间，SDA的上升沿都是结束信号。

IIC应答信号：在第9个时钟的高电平期间，SDA为低电平表示应答；反之则为非应答。

IIC数据发送：一个时钟准备一个位的数据（拉高或者拉低SDA），在时钟的低电平期间准备数据。高位在前。

IIC数据接收：一个时钟接收一个位的数据，在时钟的高电平期间采样数据。高位在前。

注意：在数据发送期间，SCK为高电平的时候，SDA绝对不允许发生改变。所以IIC数据发送时，只能在SCK为低电平期间准备数据。

IIC的时钟：可以有以下两种：两种都可以使用

1.4 IO口双向切换

1）IO口配置为推挽输出，能否正常使用按键检测。

2）漏极输出：开漏输出

3）开漏输出模式下，IO输出低电平，输入数据寄存器不能正常工作。。

4）开漏输出模式下，IO输出高电平（输出部分高阻态），输入数据寄存器能正常工作。

开漏输出模式下，IO口需要输出高低电平：直接控制ODR寄存器。

漏极输出需要切换为“输入模式（输出部分高阻态）”：IO输出高电平。

1.5 IIC通信速度

IIC属于一种低速通信协议，IIC的常见通信速度：100KHz，400KHz，3.4MHz。

假如我们需要100KHz的IIC，一个时钟周期10us.

SCK_L();

delay_us(5);

SCK_H();

delay_us(5);

假如我们需要400KHz的IIC，一个时钟周期2.5us.

SCK_L();

delay_us(1);

SCK_H();

delay_us(1);

IIC协议要求是比较宽松的。不太严格。比如某器件要求100KHz的IIC速度。

50KHz~100KHz都不会出错。

1.6 模拟IIC

1.6.1 起始信号

tSU:STA：起始信号建立时间，起始信号产生前，总线空闲的时间，最小4.7us。

tHD:STA：起始信号保持时间，产生起始信号之后，总线保持不变的时间，最小4us

1.6.2 结束信号

tSU:STO：停止信号建立时间，产生停止信号之前，SCK为高，SDA为低的保持时间，最小4us。

tBUF：   新的发送前，总线空闲时间，最小4.7us。

1.6.3 主机发送数据从机应答

主机准备数据的时间：在SCK为低电平期间。

主机读取应答的时间：在第9个时钟周期的高电平期间采样SDA。低电平表示应答，高电平表示非应答。

1.6.4 主机接收数据主机应答

主机采样数据的时间：在SCK为高电平期间。

主机准备应答的时间：在第9个时钟周期的低电平期间准备应答。低电平表示应答，高电平表示非应答。

1.7 作业

1) 复习IIC协议规范

2) 自己动手完成IIC的4个基本信号编程，替换法验证。

3) 预习AT24C02，了解的存储空间大小，特性，了解从设备地址。

4) 从设备地址 = 7位硬件地址+读写方向位

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