51单片机第五讲（IIC）

一.什么是IIC
IIC是集成电路总线，IIC总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。

二.要掌握IIC的通信协议，需要掌握以下几个函数的写法：
1.起始信号 i2c_Start()
2.终止信号 i2c_Stop()
3.写数据 i2c_SendByte()
4.读数据 i2c_ReadByte()
5.发送应答信号 i2c_Ack()
6.发送非应答信号 i2c_Nack()
7.等待应答 i2c_WaitAck()
8.检测I2C总线设备 i2c_CheckDevice

1.起始信号和终止信号
SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。

void i2c_Start(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
    SDA = 1;
    SCL = 1;
    i2c_Delay();
    SDA = 0;
    i2c_Delay();
    SCL = 0;
    i2c_Delay();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Start
*   功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
*   形    参:  无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
    SDA = 0;
    SCL = 1;
    i2c_Delay();
    SDA = 1;
    i2c_Delay();
}

2.应答和非应答
IIC 总线协议规定，每传送一个字节数据后，都要有一个应答信号以确定数据传送是否被对方收到。应答信号由接受设备产生，在SCL为高电平期间，接受设备将SDA拉低为低电平，表示数据传输正确，产生应答。

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_WaitAck
*   功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
*   形    参:  无
*   返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
unsigned char i2c_WaitAck(void)
{
     unsigned char re; //应答信号等于0则应答正确，等于1则没有应答
     SDA = 1;          //释放总线，能让对方拉低
     i2c_Delay();
     SCL = 1;          //此时刻开始，数据保持应答状态稳定
     i2c_Delay();
     if(SDA == 1)
     {
        re = 1;        //没有应答
     }
     else
     {
        re = 0;        //应答正确                                                                                                                                                                            
     }
     SCL = 0;
     i2c_Delay();

     return re;
}

3.IIC的数据传送
数据位的有效性规定：IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_SendByte
*   功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
*   形    参:  _ucByte ： 等待发送的字节
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(unsigned char _ucByte)
{
     unsigned char i;     //其实信号开始后SCL是被拉低的
     for(i = 0; i < 8; i++)
     {
        if(_ucByte & 0x80)
            SDA = 1;
        else
            SDA = 0;
        SCL = 1; 
        i2c_Delay();
        SCL = 0;      //SCL等于0的时候写数据
        if(i == 7)    //最后一次时释放总线
        {
            SDA = 1;
        }
        _ucByte<<=1;  //左移一位
        i2c_Delay();
     }
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_ReadByte
*   功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
*   形    参:  无
*   返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
unsigned char i2c_ReadByte(void)
{
     unsigned char i;
     unsigned char value = 0;
     for(i = 0; i < 8; i++)
     {
        value<<=1;
        SCL = 1;  //稳定状态的时候读数据
        if(SDA == 1)
            value++;
        SCL = 0;  //允许数据变化
        i2c_Delay();
     }

     return value;
}

4.产生一个应答信号和一个非应答信号

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Ack
*   功能说明: CPU产生一个ACK信号
*   形    参:  无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{
    SDA = 0;//响应
    i2c_Delay();
    SCL = 1;
    i2c_Delay();
    SCL = 0;
    i2c_Delay();   //在SCL为高电平期间SDA都为0即产生一个应答信号
    SDA = 1;       //释放总线
    i2c_Delay();
}

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_NAck
*   功能说明: CPU产生1个NACK信号
*   形    参:  无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{
     SDA = 1;
     i2c_Delay();
     SCL = 1;
     i2c_Delay();
     SCL = 0;
     i2c_Delay();   //在SCL为高电平期间SDA都为1即产生一个非应答信号
}

延时

/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Delay
*   功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
*   形    参:  无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{
    unsigned char i;

    /*　
        IIC 延时时间根据具体情况自行决定for循环延迟时间的大小

        实际应用选择小于400KHz左右的速率即可
    */
    for (i = 0; i < 10; i++);
}