小白筆記 IIC詳解

iic為inter-integrated circuit，其實應該為iicbus的簡稱，所以中文名為積體電路匯流排，是一種序列通訊匯流排，使用的是多主從架構，一般用於低速通訊，是由飛利浦公司在2023年提出，i2c序列匯流排一般有兩根訊號線，一根是雙向的資料線sda，另一根是時鐘線scl。所有接到i2c匯流排裝置上的序列資料sda都接到匯流排的sda上，各裝置的時鐘線scl接到匯流排的scl上。iic可以在 cpu 與被控 ic 之間、ic 與 ic 之間進行雙向傳送，高速 iic 匯流排一般可達 400kbps 以上.

scl：serial clock 序列時鐘

sda：serial data 序列資料

一般情況下iic的scl和sda都會加乙個上拉電阻，電阻的值由許多因素決定的，這裡之後有空我再研究更新。那為什麼要加這麼乙個上拉電阻呢？

因為iic內部使用漏級開路進行輸出，漏級開路便如下圖所示，ic內部只能輸出低電壓，因此必須要乙個上拉電阻將電壓拉高，使輸出有高電壓。

眾所周知stm32的iic介面是有一些問題的，所以我們使用gpio模擬iic進行通訊，這次模擬通訊的從裝置是at24c02，乙個eeprom儲存器，有一點需要注意的是，主裝置與從裝置的時鐘都是以主裝置的時鐘線為準的，但不能超過從裝置的最大傳輸速率，從裝置的最大傳輸速率一般都會在晶元手冊上進行標註，同樣以at24c02為例，如圖：

晶元手冊上明確說明scl最大傳輸速率為400khz，換算成時間的話即表示乙個時鐘週期最小為2.5μs，並且晶元手冊規定了低電平時間和高電平時間最短分別為1.2與0.6μs。

首先就是iic的初始化：

void iic_init(void)

當需要模擬的時鐘線初始化後，就需要寫iic的開始，結束，應答，等待應答，非應答、傳送、接收等訊號了，這裡是用gpio模擬iic匯流排協議的，但從器件是用硬體控制訊號的，所以寫時序的時候要根據從器件所給出的iic時序進行編寫，這樣的話編寫**也就比較簡單了。at24c02的iic時序如下圖：

開始訊號：當時鐘線（scl）為高時，資料線（sda）由高到低進行跳變

void iic_start(void)
#define sda_out()

這裡就以sda_out為例，因為sda線使用的是pin7，所以將第八個位元組進行乙個與操作，全部清零，然後進行乙個或操作，寫入3，由下表可知，3表示的就是通用推挽輸出模式，最大速度50mhz。

停止訊號：當時鐘線（scl）為高時，資料線（sda）由低到高進行跳變

void iic_stop(void)

傳送資料：資料是在時鐘線（scl）為高時進行讀取的，先將資料線設定為輸出模式，再將時鐘線拉低進行傳送資料，傳送資料為一位一位進行傳送的，當要傳送的位為1時資料線變為高電平。然後時鐘線變高，使從裝置進行讀取，再次變低進入下乙個迴圈。

void iic_send_byte(u8 txd)
}

u8 iic_read_byte(unsigned char ack)
if (!ack)
iic_nack();
else
iic_ack(); 
return receive;
}

應答：接收資料的ic在接收完八位資料後會傳送乙個特定低電平脈衝的訊號，告訴傳送方我已經接收完了

應答包括等待應答與應答，首先來看等待應答：等待應答就是先把資料線設定為輸入，然後將資料線與時鐘線都拉高，等待其他裝置將匯流排的電平拉低，當超過250us時，判定為無應答。

u8 iic_wait_ack(void)
} iic_scl=0;
return 0; 
}

產生應答訊號：時鐘線拉低，將資料線設定為輸出，等待後將時鐘線拉高，表示讀取資料線狀態，之後再將時鐘線拉低。

void iic_ack(void)

不產生應答訊號：與應答訊號類似，但資料線不會拉低。

void iic_nack(void)

小白的一點個人想法，若有不對還請指出。

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