1702 字
9 分钟
【通信协议】01 - IIC协议
一、单片机通信基础概念
全双工和半双工的区别：
一、全双工（Full Duplex）通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。指A→B的同时B→A，是瞬时同步的。
二、半双工（Half Duplex）数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。
MCU中常见的通信协议：
二、推挽输出和开漏输出
推挽输出：
推挽输出结构是由两个MOS或者三极管收到互补控制的信号控制，两个管子时钟一个在导通，一个在截止，如图1所示：
特点:
- 推挽输出可以输出高电平和低电平，在两种电平下都具有驱动能力。
- 相比于后面介绍的开漏输出，输出高电平时的驱动能力强很多
- 缺点：推挽输出不能实现” 线与”。
开漏输出：
常说的与推挽输出相对的就是开漏输出，抽象地说就是COMS反相器去掉了NMOS部分，PMOS管漏极输出，即开漏输出。PMOS管由高电平导通输出低电平，高电平没有驱动能力，需要借助“上拉电阻” (一般上拉电阻值较大，即弱上拉模式)什么是弱上拉?
开漏输出的另一个优点在于可以实现”线与”功能，所谓的”线与”指的是多个信号线直接连接在一起，只有当所有信号全部为高电平时，合在一起的总线为高电平；只要有任意一个或者多个信号为低电平，则总线为低电平(这就是为什么后面用到IIC通信,当一个信号线为低电平,要”释放总线”)。
而推挽输出就不行，如果高电平和低电平连在一起，会出现电流倒灌，损坏器件
IIC为什么要开漏输出模式？
- 输出端浮空，电平易受外界干扰，不稳定
三、I2C总线介绍：
- I2C总线（Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线
- 两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）
- 同步、半双工，带数据应答
- 通用的I2C总线，可以使各种设备的通信标准统一，对于厂家来说，使用成熟的方案可以缩短芯片设计周期、提高稳定性，对于应用者来说，使用通用的通信协议可以避免学习各种各样的自定义协议，降低了学习和应用的难度
四、I2C电路规范
-
所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
-
设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
-
SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
-
开漏输出和上拉电阻的共同作用实现了“线与”的功能，此设计主要是为了解决多机通信互相干扰的问题
五、I2C时序结构
总结：IIC的 时序模块
- 起始条件
- 中止条件
- 发送一个字节
- 接收一个字节
- 接收应答
- 发送应答
蓝桥杯相关
IIC模块
#include "iic.h"
#define DELAY_TIME 5// I2C总线内部延时函数
void IIC_Delay(unsigned char i){ do { _nop_(); } while (i--);}
// I2C总线启动信号void IIC_Start(void){ SDA = 1; SCL = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); SDA = 0; IIC_Delay(DELAY_TIME); SCL = 0;}
// I2C总线停止信号void IIC_Stop(void){ SDA = 0; SCL = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); SDA = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME);}
//发送应答或非应答信号void IIC_SendAck(bit ackbit){ SCL = 0; SDA = ackbit; IIC_Delay(DELAY_TIME); SCL = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); SCL = 0; SDA = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME);}
//等待应答bit IIC_WaitAck(void){ bit ackbit;
SCL = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); ackbit = SDA; SCL = 0; IIC_Delay(DELAY_TIME); return ackbit;}
// I2C总线发送一个字节数据void IIC_SendByte(unsigned char byt){ unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++) { SCL = 0; IIC_Delay(DELAY_TIME); if (byt & 0x80) SDA = 1; else SDA = 0; IIC_Delay(DELAY_TIME); SCL = 1; byt <<= 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); } SCL = 0;}
// I2C总线接收一个字节数据unsigned char IIC_RecByte(void){ unsigned char i, da; for (i = 0; i < 8; i++) { SCL = 1; IIC_Delay(DELAY_TIME); da <<= 1; if (SDA) da |= 1; SCL = 0; IIC_Delay(DELAY_TIME); } return da;}AD/DA转换模块
unsigned char AD_Read(unsigned char addr){ unsigned char temp;
IIC_Start(); //主机发送开始信号 IIC_SendByte(0x90); //主机发送寻址信号, 确认PCF8591，写模式 IIC_WaitAck(); //主机等待应答 IIC_SendByte(addr); //主机发送一个字节(要操作数据的地址),对应AD转换的通道 IIC_WaitAck(); //主机等待应答
IIC_Start(); //主机发送开始信号 IIC_SendByte(0x91); //主机发送寻址信号, 确认PCF8591，读模式 IIC_WaitAck(); //主机等待应答 temp = IIC_RecByte(); //从机送出数据,主机读入的数据用变量存储 IIC_SendAck(1); //主机发送应答,1表示完成数据的接收,从机停止发送数据 IIC_Stop(); //中止信号,结束IIC通信 return temp;}
void DA_Write(unsigned char Data){ IIC_Start(); //主机发送开始信号 IIC_SendByte(0x90);//主机发送寻址信号, 确认PCF8591，写模式 IIC_WaitAck(); //主机等待应答 IIC_SendByte(0x41); //主机发送一个字节(要操作数据的地址),对应DA转换的通道 IIC_WaitAck(); //主机等待应答 IIC_SendByte(Data); //主机送出DA输出的数据字节 IIC_WaitAck(); //主机等待应答 IIC_Stop(); //中止信号,结束IIC通信}AT24C02（EPPROM）模块
void EEPROM_Write(unsigned char *EEPROM_String,unsigned char addr,unsigned char num){ IIC_Start();//主机发送开始信号 IIC_SendByte(0xA0);//主机发送寻址信号，确认EEPROM芯片，写模式 IIC_WaitAck();//主机等待应答 IIC_SendByte(addr);//发送一个要操作数据的地址字节,最好是八的倍数，如果不是8的倍数，将无法写入整页的字节 IIC_WaitAck();//主机等待应答
while(num--)//循环发送数据字节,存入AT24C02 { IIC_SendByte(*EEPROM_String++);//发送数据字节,要存入AT24C02的数据,字节个数为num IIC_WaitAck();//主机等待应答 IIC_Delay(200);//延时200ms,保证从机(AT24C02能够完整收到数据) }
IIC_Stop();//终止IIC通信}
void EEPROM_Read(unsigned char *EEPROM_String,unsigned char addr,unsigned char num){ IIC_Start();//主机发送开始信号 IIC_SendByte(0xA0);//主机发送寻址信号，确认EEPROM芯片，写模式 IIC_WaitAck();//主机等待应答
IIC_SendByte(addr);//发送一个要操作数据的地址字节 IIC_WaitAck();//主机等待应答
IIC_Start();//主机发送开始信号 IIC_SendByte(0xA1);//主机发送寻址信号，确认EEPROM芯片，读模式 IIC_WaitAck();//主机等待应答
while(num--)//循环接收数据字节,存入EEPROM_String指向的地址 { *EEPROM_String++=IIC_RecByte();//指针移位读取数据到对应的地址中 if(num)//判断是否读取完数据 { IIC_SendAck(0);//发送应答0,表示继续接收数据 } else { IIC_SendAck(1);//发送应答1,表示停止接收数据 } } IIC_Stop();//终止IIC通信} 【通信协议】01 - IIC协议
http://www.turinblog.cn/posts/通信协议01---iic协议/