I2C通信 - 再见不是少年

IIC

原理：I2C是两线型串行总线，由时钟线SCL和数据线SDA构成的串行总线可发送和接受数据。

　　　I2C在传输过程中有三种类型的信号：开始信号，结束信号，应答信号

空闲状态：SDA和SCL两条线同时处于高电平的时候，规定为总线是空闲信号
开始信号：当SCL为高电平的时候，SDA由高到低的跳变；是一种电平跳变时序信号
停止信号：SCL为高电平期间，SDA由低到高的跳变，

应答信号：发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，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，表示成功接收该字节；应答为高电平表示接收器接收失败

要求在第九个时钟脉冲之前要把SDA拉低，并且确保在这个时钟高电平期间为稳定的低电平

数据的有效信：在数据传输时，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，数据线的高电平或者低电平状态才允许变化

　　　　数据在SCL的上升沿到来之前就需要准备好。并在在下降沿到来的之前是稳定的

数据传输：在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据，边沿触发

下面来点代码：

1.用GPIO软件模拟I2C通讯过程

1.1初始话GOPIO和IIC，最开始SDA，SCL线是拉高的

 1 void IIC_Init(void)
 2 {
 3     GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
 4     
 5     __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); 
 8     GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
 9     GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 
10     GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          
11     GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;     
12     HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
13     
14     IIC_SDA(1);
15     IIC_SCL(1);  
16 }
//起始信号；当SCL为高电平的时候，SDA由高到低的跳变；
 1 
 2 void IIC_Start(void)
 3 {
 4     SDA_OUT();  //SDA线输出
 5     IIC_SDA(1); //先都拉高         
 6     IIC_SCL(1);
 7     delay_us(4);
 8      IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low 
 9     delay_us(4);
10     IIC_SCL(0);
11 }     
SCL为高电平期间，SDA由低到高的跳变
void IIC_Stop(void)
{
    SDA_OUT();//sdaÏßÊä³ö
    IIC_SCL(0);
    IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
     delay_us(4);
    IIC_SCL(1); 
    delay_us(4);            
    IIC_SDA(1);                    
}

1.2接下来是读写和应答处理

//应答等待
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
    u8 ucErrTime=0;
    SDA_IN();      // 释放SDA，SDA为输入
    IIC_SDA(1);delay_us(1);       
    IIC_SCL(1);delay_us(1);     
    while(READ_SDA)
    {
        ucErrTime++;
        if(ucErrTime>250)
        {
            IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    IIC_SCL(0);//时钟输出0
    return 0;  
} 
//产生应答
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
void IIC_NAck(void)
{
    IIC_SCL(0);
    SDA_OUT();
    IIC_SDA(1);
    delay_us(2);
    IIC_SCL(1);
    delay_us(2);
    IIC_SCL(0);
}                                          
//
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
    SDA_OUT();         
    IIC_SCL(0);
    for(t=0;t<8;t++）//从高到底发送八个比特
    {              
        IIC_SDA((txd&0x80)>>7);//取最高位
        txd<<=1;       //左移
        delay_us(2);   
        IIC_SCL(1);
        delay_us(2); 
        IIC_SCL(0);    
        delay_us(2);
    }     
}         

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();
    else
        IIC_Ack(); 
    return receive;
}


//IO方向
#define SDA_IN()  {GPIOH->MODER&=~(3<<(5*2));GPIOH->MODER|=0<<5*2;}   
#define SDA_OUT() {GPIOH->MODER&=~(3<<(5*2));GPIOH->MODER|=1<<5*2;} 
//IO
#define IIC_SCL(n)  (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET)) //SCL
#define IIC_SDA(n)  (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOH,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET)) //SDA
#define READ_SDA    HAL_GPIO_ReadPin(GPIOH,GPIO_PIN_5)

//初始化IIC接口
void AT24CXX_Init(void)
{
    IIC_Init();//IIC初始化
}
//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址  
//返回值  :读到的数据
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{                  
    u8 temp=0;                                                                                   
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);       //发送写命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//发送高地址        
    }else IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据        
    IIC_Wait_Ack(); 
    IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);   //发送低地址
    IIC_Wait_Ack();        
    IIC_Start();              
    IIC_Send_Byte(0XA1);           //进入接收模式               
    IIC_Wait_Ack();     
    temp=IIC_Read_Byte(0);           
    IIC_Stop();//产生一个停止条件        
    return temp;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址    
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{                                                                                                  
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);        //发送写命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址      
    }else IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据      
    IIC_Wait_Ack();       
    IIC_Send_Byte(WriteAddr%256);   //发送低地址
    IIC_Wait_Ack();                                                           
    IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节                               
    IIC_Wait_Ack();                     
    IIC_Stop();//产生一个停止条件 
    delay_ms(10);     
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
//WriteAddr  :开始写入的地址  
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len        :要写入数据的长度2,4
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{      
    u8 t;
    for(t=0;t<Len;t++)
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite>>(8*t))&0xff);
    }                                                    
}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
//ReadAddr   :开始读出的地址 
//返回值     :数据
//Len        :要读出数据的长度2,4
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{      
    u8 t;
    u32 temp=0;
    for(t=0;t<Len;t++)
    {
        temp<<=8;
        temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);                         
    }
    return temp;                                                    
}
//检查AT24CXX是否正常
//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
//如果用其他24C系列,这个地址要修改
//返回1:检测失败
//返回0:检测成功
u8 AT24CXX_Check(void)
{
    u8 temp;
    temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX               
    if(temp==0X55)return 0;           
    else//排除第一次初始化的情况
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
        temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);      
        if(temp==0X55)return 0;
    }
    return 1;                                              
}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
//pBuffer  :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
    while(NumToRead)
    {
        *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);    
        NumToRead--;
    }
}  
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
//pBuffer   :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
    while(NumToWrite--)
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
        WriteAddr++;
        pBuffer++;
    }
}

上面是用软件I2C读取的AT24C02

A0A1A2是设置器件的地址地址

WD是写保护，接地取消写保护

如果A1A2A3=0，读地址ADDress=0xA1，写就是ADDress=0xA0;

写时序：写模式（确定是读还是写），写地址（确定芯片内部的存储单元），写数据

读操作，先确定读的地址，写模式（设置为写模式）-》写地址（写要读的地址）-》读模式-》读数据

下面是用51进行读写24c04，实现原理都差不多的。

#include "24c04.h"
#include "intrins.h"

void vDelay10us(void)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<1;i++) ;
         

}

//启动信号开始的时候，clk = 1 data = 1  结束的时候 clk = 0 data = 0
void vIICStart(void)
{
PDAT  =1 ;vDelay10us();

PCLK = 1 ; vDelay10us();
PDAT  =0 ; vDelay10us();
PCLK = 0 ; vDelay10us();
}


//stop的开始条件 clk = 0  dat = 0  
void vIICStop(void)
{
PDAT = 0 ;    vDelay10us(); 
PCLK = 1 ;vDelay10us();
PDAT = 1 ;    vDelay10us();

}
//发送数据的时候，clk从0开始，到0结束。data 最后是0 。
void vNoACK(void)
{
PCLK = 0 ;vDelay10us();
PDAT = 1 ;vDelay10us();
PCLK = 1 ;vDelay10us();
PCLK = 0 ;vDelay10us();
PDAT = 0 ;vDelay10us();

}

//发送数据的时候，clk从0开始，到0结束。data 最后是0 。
void vSend1Bit(void)
{
PCLK = 0 ;vDelay10us();
PDAT = 1 ;vDelay10us();
PCLK = 1 ;vDelay10us();
PCLK = 0 ;vDelay10us();
PDAT = 0 ;vDelay10us();

}

void vSend0Bit(void)
{
PCLK = 0 ;vDelay10us();
PDAT = 0 ; vDelay10us();
PCLK = 1 ; vDelay10us();
PCLK = 0 ; vDelay10us();

}



void vSend1Byte(unsigned char u8Data)
{
unsigned char i;
 for(i = 0 ;i <8 ;i++)
 {
    if(  u8Data & 0x80 ) 
    {
          vSend1Bit();    
    }
    else
    {
         vSend0Bit();
    }       
     u8Data <<= 1 ; 
 }
}

//读取24c的ack 如果有正确的ACK 则得到1 否则得到0
unsigned char u8ReadACK(void)
{
PDAT = 1 ; vDelay10us();
PCLK = 1 ; vDelay10us();
PCLK = 0 ; vDelay10us();
if(    1 == PDAT)
    return 0;
    else
    return 1 ; 
}


void v24CWrite1Byte(unsigned char u8Address , unsigned char u8Data)
{
             vIICStart();
            vSend1Byte(0xA0);
            u8ReadACK();
            vSend1Byte(u8Address);
            u8ReadACK();
            vSend1Byte(u8Data);
            u8ReadACK();
            vIICStop();
}


unsigned char u824CRead1Byte(unsigned char u8Address)
{
    unsigned char i,u8Temp;

             vIICStart();
            vSend1Byte(0xA0);
            u8ReadACK();
            vSend1Byte(u8Address);
            u8ReadACK();

            vIICStart();
            vSend1Byte(0xA1);
            u8ReadACK();

            //读取8bit
            PDAT = 1 ; vDelay10us();
           for(i = 0 ;i<8;i++)
           {
               u8Temp <<= 1 ;
            PCLK = 0 ; vDelay10us();
            PCLK = 1 ; vDelay10us();
            if(1 == PDAT)
            {               
               u8Temp |= 0x01;                    
            }                            
           }   

           vNoACK();
           vIICStop();
        
     return u8Temp;

}

发表于 2021-02-02 15:46 再见不是少年阅读(605) 评论(0) 编辑收藏举报