IIC通信

通信协议简述

三条线：串行数据线(SDA)、串行时钟线(SCL)，地线；

半双工一问一答，主从模式，多设备模式
总线协议：支持多个设备进行通信（多主多从）

异步模式（串口）：通信双方约定好波特率，然后各自按照自己时钟进行通信。

好处：便捷；

缺点：双方必须时钟精确，否则对不齐了。

同步通信（IIC）：由主机的时钟总线确定通信速率
选择IIC原因：考虑小型传感器没有晶振提供精确的时钟基准

通信协议过程

在IIC总线上，每个从机都有其唯一的默认设备地址【这个设备地址由谁规定的呢？】。发送数据时采用广播形式，数据最开始带着从机地址，其他设备会选择性失聪。

1、通信开始前：

两总线电平处于拉高状态：

主机在时钟线上产生恒定的时钟脉冲

2、主机发起通信：

在时钟线某个高电平时，数据线下拉；随机主机会在时钟线上产生一个恒定的时钟脉冲信号。

3、数据发送过程：

接下来每一个时钟周期内，SDL上发送电平基本小规则：

主机在低电平时钟时，设置数据；从机在高时钟时，读取数据。

字节数据发送主要规则：

每当发送器传输完一个字节（8 bit）的数据之后，发送端会等待一定的时间，等接收方的应答信号。接收端通过拉低SDA数据线，给发送端发送一个应答信号，以提醒发送端我这边已经接受完成，数据可以继续传输，接下来，发送端就可以继续发送数据了。如此反复，直到发送完所有数据。

即每一帧的数据传送与应答数据共有9bit

总线寻址：

值得注意的是，IIC通信中，主机发送的第一个字节往往是某个从机在总线上的地址：

数据读写方向：

参考来源：

IIC详解，包括原理、过程，最后一步步教你实现IIC_iic协议-CSDN博客

4、通信终止信号：

然后主机会在时钟线处于高电平时，将数据线拉高，通信终止信号。整段通信完成。

起始信号和终止信号都是由主机发送的。在起始信号产生之后，总线就处于被占用的状态，在终止信号产生之后，总线就处于空闲状态。

注意：每次数据传送总是由主机产生的终止信号来结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。

模拟IIC协议代码实现

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【通信协议】IIC通信协议详解-CSDN博客IIC的基本介绍IIC总线的发展：芯片间总线（Inter Interface Circuit，IIC），是应用广泛的芯片间串行扩展总线。目前世界上采用的IIC总线一共有两个规范，分别由荷兰飞利浦公司和日本索尼公司提出的，现在基本采用荷兰飞利浦的IIC总线的技术规范。IIC总线的优点：1、IIC总线优点中最主要的优点是其简单性（IIC只有两条信号线）和有效性（根据SCL线上的时钟线来判断）。带有IIC总线的接口的单片机都可直接与具有IIC总线接口的各种扩展器件..._iic通信协议https://blog.csdn.net/qq_53918631/article/details/124810934?spm=1001.2101.3001.6650.1&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~CTRLIST~Rate-1-124810934-blog-107078170.235%5Ev38%5Epc_relevant_anti_vip_base&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~CTRLIST~Rate-1-124810934-blog-107078170.235%5Ev38%5Epc_relevant_anti_vip_base&utm_relevant_index=2

头文件myiic.h#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"  //IO方向设置
//CRH,CRL 端口输入输出模式寄存器。CRH为8-15引脚，CRL为0-7引脚
#define SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}//PC11引脚为上拉/下拉输入
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}//PC11为推挽输出//IO操作函数    
#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA    
#define READ_SDA   PCin(11)  //输入SDA//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口                
void IIC_Start(void);                //发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);                  //发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);            //IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void);                 //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);                    //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);                //IIC不发送ACK信号//一下两个函数实际并未被定义
void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);      
#endif.c文件#include "myiic.h"
#include "delay.h"//初始化IIC
//硬件I2C必须开漏输出
//模拟I2C则为推挽输出（方便输出高低电平？）
void IIC_Init(void)
{                         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//RCC->APB2ENR|=1<<4;//先使能外设IO PORTC时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);IIC_SCL=1;//PCout(12)IIC_SDA=1;//PCout(11)}
//产生IIC起始信号
//SCL为高时，SDA拉低，准备开始传数据。（记得再拉低SCL，这个是为什么？）
//SCL为高时，SDA拉高，结束传输数据。
//传输数据时，SCL为高时数据有效
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_SDA=1;     //SDA = 1，SCL = 1 空闲状态       IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to lowdelay_us(4);IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}      
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1;IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号delay_us(4);                                   
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  IIC_SDA=1;delay_us(1);       IIC_SCL=1;delay_us(1);     //设置数据有效while(READ_SDA)//READ_SDA为0时表示接收到应答{ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//时钟输出0        return 0;  
}
//产生ACK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ACK应答            
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}                                          
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答              
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT();         IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;//先发高位txd<<=1;       delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;    delay_us(2);}    
}         
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
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();//发送nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}
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原文链接：https://blog.csdn.net/dedell/article/details/96628955

模拟IIC应用实战：

stm32无人机：利用上面基础模拟IIC代码把数据从mpu6050传感器数据读取出来（未完成）

*stm32 HAL库 实现和使用IIC总线*#include "stm32xxxxx.h"
#include "stm32xxxxx_hal.h"I2C_HandleTypeDef hi2c1;void SystemClock_Config()
{// 配置系统时钟// ...
}void GPIO_Configuration()
{// 配置GPIO引脚// ...
}void I2C_Configuration()
{// 配置I2C外设hi2c1.Instance = I2C1;hi2c1.Init.Timing = 0x00303D5B; // 根据具体系统时钟和I2C时钟频率调整这个值hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;// 初始化I2C外设HAL_I2C_Init(&hi2c1);
}int main(void)
{uint8_t sendData[] = {0x01, 0x02, 0x03};uint8_t receiveData[3];// 初始化系统时钟SystemClock_Config();// 配置GPIO引脚GPIO_Configuration();// 配置I2C外设I2C_Configuration();// 发送数据HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, DeviceAddress, sendData, sizeof(sendData), HAL_MAX_DELAY);// 延时等待数据发送完成HAL_Delay(1); // 根据实际情况调整延时时间// 接收数据HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, DeviceAddress, receiveData, sizeof(receiveData), HAL_MAX_DELAY);while (1){// 主程序逻辑}
}

参考：

【物联网】I2C（IIC）通信协议详解与应用_iic通信_嵌入式小白—小黑的博客-CSDN博客

案例：利用IIC从单片机读取温湿度显示到电脑

数据显示到电脑上：

前几节用到的串口以及串口调试助手 - 从单片机发送数据到pc上，显示出来

IIC写驱动

项目架构

直接看“传感器数据手册”

重点关注：设备从机地址 0X71

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