GD 32 IIC通信协议

前言：

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通信方式

通信方式分为串行通信和并行通信。常见的串口就是串行通信的方式

常用的串行通信接口

常用的串行通信方式有USART,IIC,USB,CAN总线

同步与异步

同步通信：IIC是同步通信，有两个线一个是时钟信号线，一个数数据信号线，不需要约定特定的通信频率。

异步通信：约定一个特定的频率，根据这个频率接收和解析数据，对时序的要求比较严格。

单工和双工

IIC总线设计成开漏输出，可以解决电路短路问题

与运算

通0与结果是0，同1与结果是1

为什么使用开漏输出，以下是使用开漏输出的原理，开漏输出配合上拉电阻，解决短路问题

线与的概念

IIC 数据格式

主机向从机写数据

起始位和停止位：主机发送的，来控制数据什么时候开始什么时候结束

接下来是从机地址和写控制位，前7位置是地址后面一位控制是写数据还是读数据写如数据将控制位设置为 ‘0’表示写数据

发送数据之后就是从机应答位，需要从机给一个反馈信号，主机发送数据需要从机给一个应答，从机返回数据需要主机给一个应答

主机向从机读数据

首先是起始位：然后是从机的地址和 + 读控制位（设置为 “1” 表示主机向从机读数据）

从机接收到信号之后给主机一个应答，然后是从机返回的实际数据，主机接收到一个数据之后给一个
主机的应答，在主机接收完最后一个数据之后会跟着一个非应答位，然后是停止位

主机先发送再接收

从机地址

高7位表示从机的地址，低一位表示从机的方向为，是用于控制方向的，1表示主机向从机读数据

0 表示主机向从机写数据。

数据的地址高7位中的前面4位是固定在芯片的内部的是没法改变的，低3位是可以改变的（可以通过硬件电路去配置）。

3 个地址线支持在一个总线上挂载8个设备也就是2的三次方

IIC 总线的实现

IIC 通信协议中SCL线是主机控制输出的，SDA信号线是主机和从机都可以控制输出，IIC总线空闲时SDA 和 SCL 都是处于高电平的状态，数据是按照字节的方式进行传输的

IIC 电器协议

IIC起始信号

IIC 停止信号

IIC 主机发送数据格式

SCL 在高电平的时候数据不能有变化，这和时候从机读取数据

IIC 主机读取返回的数据

从机在SCL低电平的时候将数据放到SDA线上，在主机把SCL线变为高电平的时候，从机不能改变SDA上的数据，这个时候主机获取SDA上的数据。

注：在主机接收数据之前要在主机这一侧器释放SDA也就是将IO口释放为高电平

IIC 接收应答

IIC 发送应答 0 表示应答，1表示接收应答

存储器协议

存储器的分类

存储器的分类一种是易失性存储器RAM这是一种掉电丢失存储器，一种是非易失性存储器ROM

EEPROM 电可擦除可编程存储器

FLASH 存储器

FLASH，相比较EEPROM，擦除时不再以字节为单位，而是以块为单位，一次简化了电路，数据密度更高，降低了成本。上M的ROM一般都是Flash，如GD25Q16，有2M个字节;

FLASH分为NOR FLASH 和 NAND FLASH:

NOR FLASH，芯片内部的数据线和地址线分开，可以实现 RAM一样的随机寻址功能，可以读取任何一个字节。但是擦除仍要按块来擦。如GD25Q16;

NAND FLASH，同样是按块擦除，但是数据线和地址线复用，不能利用地址线随机寻址。读取只能按页来读取。(NANDFLASH 按块来擦除，按页来读，NOR FLASH 没有页)。如W29N01HVSINA;NAND FLASH 引脚上复用，因此读取速度比NOR FLASH慢一点，但是擦除和写入速度比NOR FLASH快很多;

NAND FLASH内部电路更简单，因此数据密度大，体积小，成本也低。因此大容量的FLASH都是 NAND型的。小容量的2~12M 的 FLASH多是NOR型的;

使用寿命上，NAND FLASH的擦除次数是NOR的数倍。而且NANDFLASH可以标记坏块，从而使软件跳过坏块。

NORFLASH一旦损坏便无法再用:在使用中:因为 NOR FLASH可以进行字节寻址，所以程序可以在NOR FLASH中运行。

24C02 写数据

单个字节写

1：先发送一个起始信号

2：发送24C02的地址和写控制位

3：24C02 返回应答信号

4：主机发送数据的地址（24C02）有256个字节的空间可以写入数据，每个字节有对应地址的空间，地址的范围是0-256个，需要告诉24C02我们需要向那个地址写入数据

5:24C02 返回一个应答

6：写入数据

7：应答

8：结束

连续写

24C02 这款芯片有32页，每一页可以写8个字节256 / 8 = 32，0 - 255

0 是第一页的起始地址，8是第二页的起始地址，16是第三页的起始地址

如果从0开始只能写8个字节，如果从1开始只能写7个字节

如果数据超过一页，不做特殊处理，到达页边界的地址时后面的数据会到页首的地址
页面的首部数据会被覆盖。

24C02 读数据

单字节读

主机发送一个起始信号给从机，然后发送一个从机的地址和写控制位，“相当于是告诉从机我要找谁”这个时候从机发送一个ACK相应位，告诉主机“我收到了”，然后主机在发送一个字节的地址，和从机说我要写的是哪一部分的内存，从机ACK回应主机收到，然后再来一个起始为，地址和控制位设置读，从机ACK回应，然后主机读内存地址中的数据，不回应ACK，停止位 = 读数据结束。

多字节连续读

在24C02内部有一个地址计数器，对于这种数据格式，只要给一个起始地址24C02就会将这个地址后面的数据一页一页的返回回来。

IIC 信号实现

IIC起始信号实现

IIC 的起始信号，刚开始SCL和SDA都是高电平，表示初始的状态，信号开始时：先将SDA（数据线）电平设置为低电平，然后将SCL（时钟线设置为低电平）。注：两者的先后顺序要严格按照时序图的要求，否则后面会导致程序出现错误，然后延时5ms左右，然后在每一个环节的最后都将SCL设置为低电平（停止信号除外），这样做的目的是为了兼顾后面的信号（然后面的发送和接收能够同步起来）。