IIC通信的基础知识
[]()# iic概述
iic:两线式串行总线，它是由__数据线sda__和__时钟线__scl构成的串行总线，可发送和接收数据，其使用io使用较少，
在cpu与被控ic之间、ic与ic之间进行双向传送，高速iic总线一般可达400kbs以上。
时钟线scl：在通信过程起到控制作用。
数据线sda：用来一位一位的传送数据。
iic分为软件iic和硬件iic
软件iic：软件iic通信指的是用单片机的两个i/o端口模拟出来的iic，用软件控制管脚状态以模拟i2c通信波形，软件模拟寄存器的工作方式。
硬件iic：一块硬件电路，硬件i2c对应芯片上的i2c外设，有相应i2c驱动电路，其所使用的i2c管脚也是专用的，硬件（固件）i2c是直接调用内部寄存器进行配置。
补充 ：
1.硬件i2c的效率要远高于软件的，而软件i2c由于不受管脚限制，接口比较灵活。
2.iic是半双工通信方式
[]()# iic通信协议
iic通信过程由开始、结束、发送、响应、接收五个部分构成。
1、（在发送、接收数据的时候）当scl为高电平时，sda线不允许变化；当scl线为低电平时，sda线可以任意0、1变化。
2、（在任意时候）只有当scl为高电平时，iic电路才对sda线上的电平（0或者1）进行记录，当scl线为低电平时，无论sda是高还是低，iic电路都不对sda进行采样。
[]()### 空闲状态
在介绍上面五个部分前，我们首先说说空闲状态，什么是空闲状态，就是__没有通信时的状态__（ 初始状态 ）
i2c总线的sda和scl两条信号同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
[]()### 开始信号与停止信号
开始信号：当scl为高期间，sda由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平。
停止信号：当scl为高期间，sda由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
开始信号程序 ：
//产生iic起始信号
//1.设置sda输出
//2.先拉高sda，再拉高scl，空闲状态
//3.拉低sda
//4.准备接收数据
void iic_start(void)
{
sda_out(); //sda线输出
iic_sda=1;
iic_scl=1;
delay_us(4);
iic_sda=0;//start:when clk is high,data change form high to low
delay_us(4);
iic_scl=0;//钳住i2c总线，准备发送或接收数据
}
停止信号程序 ：
//产生iic停止信号
//1.设置sda输出
//2.先拉低sda，再拉低scl
//3.拉高scl
//4.拉高sda
//5.停止接收数据
void iic_stop(void)
{
sda_out();//sda线输出iic_scl=0;iic_sda=0;//stop:when clk is high data change form low to high delay_us(4);iic_scl=1; iic_sda=1;//发送i2c总线结束信号delay_us(4);}
[]()### 应答信号
发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据先，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位(ack简称应答位)，表示接收器已经成功接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位(nack),一般表示接收器接收该字节没有成功。
对于反馈有效应答位ack的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将sda线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间位稳定的低电平。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个nack信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放sda线，以便主控接收器发送一个停止信号p
每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，从机应答主机所需要的时钟仍是主机提供的，应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期，低电平0表示应答，1表示非应答：
应答信号程序 ：
//产生ack应答
//这里就很清楚了，产生应答：scl在sda一直为低电平期间完成低高电平转换
void iic_ack(void)
{
iic_scl=0;sda_out();iic_sda=0;delay_us(2);iic_scl=1;delay_us(2);iic_scl=0;}
//不产生ack应答,购买正品元器件，上唯样商城
//这里就很清楚了，不产生应答：scl在sda一直为高电平期间完成低高电平转换
void iic_nack(void)
{
iic_scl=0;sda_out();iic_sda=1;delay_us(2);iic_scl=1;delay_us(2);iic_scl=0;}
[]()### 发送数据
在i2c总线上传送的每位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在scl串行时钟的配合下，sda逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。
//iic发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
//iic_scl=0;
//在scl上升沿时准备好数据，进行传送数据时，拉高拉低sda，因为传输一个字节，一个scl脉冲里传输一个位。
//数据传输过程中，数据传输保持稳定（在scl高电平期间，sda一直保持稳定，没有跳变）
//只有当scl被拉低后，sda才能被改变
//总结：在scl为高电平期间，发送数据，发送8次数据，数据为1,sda被拉高，数据为0，sda被拉低。
//传输期间保持传输稳定，所以数据线仅可以在时钟scl为低电平时改变。
void iic_send_byte(u8 txd)
{
u8 t;
sda_out();
iic_scl=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t>7;
//获取数据的最高位，然后左移7位
//如果某位为1，则sda为1，否则相反
if((txd&0x80)>>7)
iic_sda=1;
else
iic_sda=0;
txd<250)
{
iic_stop();
return 1;
}
}
iic_scl=0;//时钟输出0
return 0;
}
[]()### 接收数据
发送数据是一位一位发送，接收数据也是一位一位接收进来，最后返回应答信号：
//读1个字节，ack=1时，发送ack，ack=0，发送nack
//先拉低scl，延时后拉高
//读取数据
//是否发送应答
u8 iic_read_byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;sda_in();//sda设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){ iic_scl=0; delay_us(2); iic_scl=1; receive<<=1; if(read_sda)receive++; delay_us(1); } if (!ack) iic_nack();//发送nackelse iic_ack(); //发送ack return receive;}
[]()
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时钟线scl：在通信过程起到控制作用。
数据线sda：用来一位一位的传送数据。
iic分为软件iic和硬件iic
软件iic：软件iic通信指的是用单片机的两个i/o端口模拟出来的iic，用软件控制管脚状态以模拟i2c通信波形，软件模拟寄存器的工作方式。
硬件iic：一块硬件电路，硬件i2c对应芯片上的i2c外设，有相应i2c驱动电路，其所使用的i2c管脚也是专用的，硬件（固件）i2c是直接调用内部寄存器进行配置。
补充 ：
1.硬件i2c的效率要远高于软件的，而软件i2c由于不受管脚限制，接口比较灵活。
2.iic是半双工通信方式
[]()# iic通信协议
iic通信过程由开始、结束、发送、响应、接收五个部分构成。
1、（在发送、接收数据的时候）当scl为高电平时，sda线不允许变化；当scl线为低电平时，sda线可以任意0、1变化。
2、（在任意时候）只有当scl为高电平时，iic电路才对sda线上的电平（0或者1）进行记录，当scl线为低电平时，无论sda是高还是低，iic电路都不对sda进行采样。
[]()### 空闲状态
在介绍上面五个部分前，我们首先说说空闲状态，什么是空闲状态，就是__没有通信时的状态__（ 初始状态 ）
i2c总线的sda和scl两条信号同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
[]()### 开始信号与停止信号
开始信号：当scl为高期间，sda由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平。
停止信号：当scl为高期间，sda由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
开始信号程序 ：
//产生iic起始信号
//1.设置sda输出
//2.先拉高sda，再拉高scl，空闲状态
//3.拉低sda
//4.准备接收数据
void iic_start(void)
{
sda_out(); //sda线输出
iic_sda=1;
iic_scl=1;
delay_us(4);
iic_sda=0;//start:when clk is high,data change form high to low
delay_us(4);
iic_scl=0;//钳住i2c总线，准备发送或接收数据
}
停止信号程序 ：
//产生iic停止信号
//1.设置sda输出
//2.先拉低sda，再拉低scl
//3.拉高scl
//4.拉高sda
//5.停止接收数据
void iic_stop(void)
{
sda_out();//sda线输出iic_scl=0;iic_sda=0;//stop:when clk is high data change form low to high delay_us(4);iic_scl=1; iic_sda=1;//发送i2c总线结束信号delay_us(4);}
[]()### 应答信号
发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据先，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位(ack简称应答位)，表示接收器已经成功接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位(nack),一般表示接收器接收该字节没有成功。
对于反馈有效应答位ack的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将sda线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间位稳定的低电平。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个nack信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放sda线，以便主控接收器发送一个停止信号p
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应答信号程序 ：
//产生ack应答
//这里就很清楚了，产生应答：scl在sda一直为低电平期间完成低高电平转换
void iic_ack(void)
{
iic_scl=0;sda_out();iic_sda=0;delay_us(2);iic_scl=1;delay_us(2);iic_scl=0;}
//不产生ack应答,购买正品元器件，上唯样商城
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void iic_nack(void)
{
iic_scl=0;sda_out();iic_sda=1;delay_us(2);iic_scl=1;delay_us(2);iic_scl=0;}
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//iic发送一个字节
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//0，无应答
//iic_scl=0;
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//数据传输过程中，数据传输保持稳定（在scl高电平期间，sda一直保持稳定，没有跳变）
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//传输期间保持传输稳定，所以数据线仅可以在时钟scl为低电平时改变。
void iic_send_byte(u8 txd)
{
u8 t;
sda_out();
iic_scl=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t>7;
//获取数据的最高位，然后左移7位
//如果某位为1，则sda为1，否则相反
if((txd&0x80)>>7)
iic_sda=1;
else
iic_sda=0;
txd<250)
{
iic_stop();
return 1;
}
}
iic_scl=0;//时钟输出0
return 0;
}
[]()### 接收数据
发送数据是一位一位发送，接收数据也是一位一位接收进来，最后返回应答信号：
//读1个字节，ack=1时，发送ack，ack=0，发送nack
//先拉低scl，延时后拉高
//读取数据
//是否发送应答
u8 iic_read_byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;sda_in();//sda设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){ iic_scl=0; delay_us(2); iic_scl=1; receive<<=1; if(read_sda)receive++; delay_us(1); } if (!ack) iic_nack();//发送nackelse iic_ack(); //发送ack return receive;}
[]()
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