软件模拟IIC

最近做平衡车的时候用到了IIC总线的知识，在这里就总结一下吧!

1，IIC总线的连接

IIC传输数据的时候只用其实只需要两根线，一根是“SCL”为时钟线，一根是“SDA”为数据线

我们来看一下器件是怎么连接在IIC总线上的！

可以看到，SDA和SCL都接了上拉电阻，在总线空闲的时候，SDA和SCL都应该为高电平，当总线上的任何一个器件输出低电平，那总线都将变为低电平。

数据有效性

我们记住只要记住一条：IIC总线在进行数据传输时，当SCL线为高，SDA线必须保持稳定，也就是说，在当拉高SCL线的时候，SDA线不能改变其电平，只有当SCL为低电平的时候才允许SDA线进行跳变，需要注意的是这个规定只是在进行数据传输的时候起作用，其他时候比如生成起始信号的时候可以不理睬。

2，IIC的电平信号

在使用IIC总线的时候我们主要有以下几个信号。

一，起始信号当我们使用IIC总线的时候第一个发送的就是这个信号

IIC协议规定当SCL为高电平的时候，SDA由高到低跳变，为起始信号

下面来看一下代码

//起始信号
void IIC_Start(void)
{
	SDA = 1;        //先将SDA和SCL都拉高为起始信号做准备
	SCL = 1;
	Delay5us();    //延时稳定
	SDA = 0;        //拉低SDA线,又高到低跳变,起始
	Delay5us();    //延时稳定
	SCL = 0;       //拉低SCL线,钳住IIC总线
}

二，停止信号

IIC协议规定当SCL为高电平的时候，SDA由低到高跳变，为停止信号，和起始信号正好相反

下面来看一下代码

//停止
void IIC_Stop(void)
{	
	SCL = 0;        //先将SDA和SCL都拉低为起始信号做准备
	SDA = 0;
	Delay2us();    //延时稳定
	SCL = 1;        //拉高SCL等待SDA上升沿
        Delay2us();    //延时稳定
	SDA = 1;        //拉高SDA
	Delay5us();
	SCL = 0;         //拉低SCL，钳住总线
	
}

三，应答信号

IIC协议规定当SCL为高电平的时候，SDA为低，为起始信号，注意这里是需要在SCL的高电平到来之前SDA线需先将低电平准备好，并在SCL为高期间稳定

下面来看代码

//答应
void IIC_Ack(void)
{
	SCL = 0;                //先将SDA和SCL都拉低为起始信号做准备
	SDA = 0;
	Delay2us();            //延时稳定
	SCL = 1;                //将SCL拉高
	Delay5us();               //在此延时阶段，SDA一直为低
	SCL = 0;                    //拉低SCL，钳住总线
}

四，非应答信号

这个就和答应信号相反，SCL为高期间，SDA也为高并保持稳定就可以了！

下面看代码

//不答应
void IIC_NAck(void)
{
	SCL = 0;                //将SCL拉低为高电平做准备
	SDA = 1;                //将SDA先拉高
	Delay2us();
	SCL = 1;            //拉高SCL
	Delay5us();
	SCL = 0;            //钳住总线
}

五，等待答应信号

发送器每发送完一个字节（8个脉冲），在第9个脉冲间释放总线，接收器返回一个ACK信号，协议规定，低电平为有效应答，高电平为无效应答。

看以下代码

//等待答应
bit IIC_Wait_Ack(void)
{
	uint8_t temp = 0;                    //定义临时计数变量
	SDA = 1;                                   //先拉高SDA
	Delay5us();                                //延时稳定
	SCL = 1;                                    //拉高SCL准备读取SDA线，SDA和SCL同时为高，释放总线控制权
	Delay5us();
	while(SDA)                                //当SDA拉低变为低电平的时候表示有效答应，调出循环
	{
		temp++;
		if(temp>250)                //当循环250次后SDA还没有拉低，则表示没有答应信号（不准确的延时）
		{
			IIC_Stop();
			return 1;		//没有答应返回1            
		}
	}
	SCL = 0;
	return 0;			//有答应，返回0
}

六，发送1个字节

//发动1个字节
void IIC_Send_Byte(uint8_t dat)
{
	uint8_t t;                                //临时计数变量
	SCL = 0;                                //拉低SCL，钳住总线，准备发送数据
	for(t=0;t<8;t++)                  //循环8次，一次发送1位
	{
		SDA = (dat&0x80)>>7;            //去低四位，然后左移七位，先发高位
		dat=dat<<1;                              //将数据右移一位，等待下一此发送
		SCL = 1;                                       //拉高SCL，等待从器件读取SDA
		Delay2us();                                //延时稳定
		SCL= 0;                                    //拉低SCL，钳住总线，准备发送数据
		Delay2us();                              //延时稳定
	}
}

七，读取一个字节

//	功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
//	返 回 值: 读到的数据
uint8_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack)
{

	uint8_t i,value;

	/* 读到第1个bit为数据的bit7 ，先读高位后读低位*/
	value = 0;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		value <<= 1;    数据左移，为下一此读取腾出位置
		SCL = 1;
		Delay2us();
		if (SDA)                //如果SDA为1，则value自加
		{
			value++;
		}
		SCL = 0;                //钳住总线，准备下一此读取
		Delay2us();
	}
	if(ack==0)                      //读取完毕，判断答应信号
		i2c_NAck();
	else
		i2c_Ack();
	return value;               //返回读取到的值
}

好了，以上就是模拟IIC的基本使用方法了！