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网上转载的IIC总线笔记，欢迎大家共师兄习
人与人之间能进行交流是因为有语言这个工具。电子芯片之间的交流也需要一个工具，IIC总线就是这个工具，通过IIC总线，芯片之间能进行信息交流。但是，交流并不是那么简单的，交流的双方必须有共同语言，就像我们和外国人交流的时候就要用外语，而不能用国语，否则无法交流。芯片通过IIC总线进行交流。
什么是IIC总线？
IIC总线由一条SDA数据线和一条SCL时钟线组成，在这两条线上可以挂载多个IIC设备，每个IIC设备都有自己的地址，这些地址由硬件的出厂固定地址位和可编程地址位组成，只有在两条线上传输的值是IIC设备的地址时，这个IIC设备才会作出响应。就像师傅上课提问学生一样，只有学生被叫到自己的名字才会站起来回答问题。
IIC作为电子芯片之间的交流语言，它也有一些语法------IIC通讯协议。
当SCL时钟线为高电平的时候，如果SDA线由高电平跳到低电平，说明师傅准备提问学生了，即IIC主机准备寻找从机。
这个过程转换为C语言就是
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda线设置为输出模式
IIC_SDA=1;
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SDA=0; // SDA由高跳到低
delay_us(4);
IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
我们把这个过程称为IIC的起始信号。
注意：上面的delay延时函数不是固定的，要根据硬件设备的固定时序来设置。就像有些学生反应比较快，有些学生反应比较慢，师傅不能要求每个学生反应时间都一样。所以主机呼叫从机要根据从机的反应速度来设定等待时间。这个延时十分重要！延时长一点和短一点都无法得到正确的数据。
做事要有始有终，师傅提问完学生当然要请学生坐下啦，IIC用完从机，当然也要把从机释放了。
这个过程就是主机发出一个终止信号：SCL为高时，SDA由低电平跳到高电平
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda线输出
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0;//SDA由低跳到高
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
delay_us(4);
}
终止信号完了之后，IIC处于闲置状态，主机可以呼叫其他设备了，（提问完一个学生，师傅又可以去提问另一个学生了！）
俗话说：一个巴掌拍不响。师傅叫学生起来回答问题，如果学生不乐意当然也就不鸟师傅了。当主机呼叫从机时，从机可以应答也可以不应答。即当SCL为高电平的时候，SDA为低电平表明从机应答，否则表明从机不应答。
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0; //首先拉低SCL，防止产生起始或结束信号
SDA_OUT();
IIC_SDA=0; //低电平代表应答
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=0;
}
Ack即从机应答。
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=1; //高电平代表不应答
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=0;
}
NAck即是No Ack ，从机不应答。
等待应答也是一个过程：
u8IIC_Wait_Ack(void)
{
u8ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDA设置为输入模式
IIC_SDA=1;
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
while(READ_SDA) //SDA为高即未应答
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250) //等待一段时间还没应答则发送停止信号
{
IIC_Stop();
return1;
}
}
IIC_SCL=0;//时钟线输出0
return0;
}
有了上面的基本信号，主从机可以进行交流了。
voidIIC_Send_Byte(u8 txd) //发送一个字节的数据
{
u8t;
SDA_OUT();
IIC_SCL=0;//拉低时钟线开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
if(txd&0x80) // 因为先发的是最高位
IIC_SDA=1; //如果刚刚的位是1则证明SDA为高，所以置1
else
IIC_SDA=0; //你懂的
txd <<=1; //为读下一位作准备
delay_us(4);
IIC_SCL=1; //时钟线高的时候，数据保持稳定，保证正确读取
delay_us(4);
IIC_SCL=0; //时钟线拉低，允许读下一位
delay_us(4);
}
}
为什么要先把SCL设置为低电平？其实上面已经有提示，因为在SCL为高电平的时候，SDA的变化代表着起始或者终止信号，所以在SCL为低的时候，才允许SDA变化（这些变化代表数据）。
另外因为一个字节（8位）的数据是按照一位一位来传送的，协议规定先传送最高位，所以txd与上0x80，判断最高位什么电平，然后txd自身左移一位，即第6位变第7位...以此类推，循环8次，则0~7号位上的数据完成了传送。
师傅可以提问学生，学生也可以提问师傅。同样，主机可以向从机发数据，从机也可以向主机发数据（或主机读取从机数据）
u8 IIC_Read_Byte() //因为接收从最高位开始，所以下面进行左移操作的。
{
u8i,receive=0;
SDA_IN(); //SDA设置为输入
for(i= 0;i < 8;i++ ) //一个字节需要一位一位地读出来，所以要循环8次
{
IIC_SCL= 0;
delay_us(4);
IIC_SCL= 1;
receive<<= 1; //左移一位
if(READ_SDA) //当SDA是1的时候读入1否则直接补零
receive|= 0x01;
delay_us(1);
}
IIC_Ack();//发送ACK ，表示读完数据且应答了
returnreceive;
}
这里的READ_SDA是SDA线的引脚状态号。
以上就是IIC的基本“语法”了。
再来一个实际应用：
/************************************************/
/* 向从机写数据 */
/************************************************/
//“1”代表主机读取数据，“0”代表主机发送数据
void Single_Write(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address,u8REG_Data)
{
IIC_Start(); //开始信号
IIC_Send_Byte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
IIC_Send_Byte(REG_Address); //发送设备寄存器地址
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
IIC_Send_Byte(REG_Data); //写数据
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
IIC_Stop(); //停止信号
delay_ms(5);
}
/************************************************/
/* 读取从机的数据 */
/************************************************/
u8 Single_Read(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address)
{
u8 REG_Data;
IIC_Start(); //开始信号
IIC_Send_Byte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
IIC_Send_Byte(REG_Address); //发送设备寄存器地址
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
IIC_Start(); //再次开始信号
IIC_Send_Byte(SlaveAddress+ 1); //发送设备地址+读信号
IIC_Wait_Ack(); //等待应答
REG_Data =IIC_Read_Byte(); //获取数据
IIC_NAck(); //不再应答
IIC_Stop(); //停止信号
delay_ms(5);
returnREG_Data;
}
注意：在同一IIC总线上可以挂载的同一IIC设备最大数量是2^（可编程位数），如果可编程位数是3，那么可以挂载这种IIC设备的最大数量就是8个。
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