I2C 协议 代码详解

Posted 2021-10-18 丿轩雪灬

I²C 协议

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I²C 简要介绍

I2C 总线（I2C bus，Inter-IC bus）是一个双向的两线连续总线，提供集成电路（ICs）之间的通信线路。I2C总线是一种串行扩展技 术，最早由 Philips 公司推出，广泛应用于电视，录像机和音频等设备。I2C总线的意思：“完成集成电路或功能单元之间信息交换的规范或协议”。Philips公司推出的 I2C 总线采用一条数据线（SDA），加一条时钟线（SCL）来完成数据的传输及外围器件的扩展；对各个节点的寻址是软寻址方式，节省了片选线，标准的寻址字节 SLAM 为7位，可以寻址127个单元。

 

1. 延时信号

static void i2c_Delay(void)
{
	uint8_t i;
	for (i = 0; i < 10; i++);
}

逻辑分析测试得出

​ 条件： CPU 主频 72MHZ ，MDK 编译， 1级优化

​ 循环次数 10 ,SCL 频率 = 205 KHZ

​ 循环次数 7 ,SCL 频率 = 347 KHZ， SCL 高电平时间 1.5us， SCL 低电平时间 2.87us

​ 循环次数 5 ,SCL 频率 = 421 KHZ ，SCL 高电平时间 1.25us， SCL 低电平时间 2.37us

 

2.起始信号

根据上方时序图可以知道

​ I2C 起始信号：当 SCL 高电平时，SDA 出现一个下跳沿表示 I2C 总线启动信号

​ 对应代码为：

void i2c_Start(void)
{
	OLED_I2C_SDA_1();			//SDA 总线置1
	OLED_I2C_SCL_1();			//SCL 总线置1
	i2c_Delay();				//延时信号
	OLED_I2C_SDA_0();			//置 0 
	i2c_Delay();
	OLED_I2C_SCL_0();			//SCL 置0
	i2c_Delay();
}

 

3. 停止信号

根据上方时序图可以知道

​ I2C 结束信号：当 SCL 高电平时，SDA 出现一个上跳沿表示 I2C 总线停止信号

​ 对应代码为：

void i2c_Stop(void)
{
	OLED_I2C_SDA_0();
	OLED_I2C_SCL_1();
	i2c_Delay();
	OLED_I2C_SDA_1();
}

 

4. 等待应答信号

根据上方时序图可以知道

​ I2C等待应答信号：当 SDA 高电平，SCL 也处在高电平，这时候 SDA 返回的数据， 1 代表无器件应答，0 代表正确应答。

​ 对应代码为：

uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
	uint8_t re;

	OLED_I2C_SDA_1();	
	i2c_Delay();
	OLED_I2C_SCL_1();	
	i2c_Delay();
	if (OLED_I2C_SDA_READ())	//读取 SDA 口线状态
	{
		re = 1;					
	}
	else
	{
		re = 0;
	}
	OLED_I2C_SCL_0();			//拉低 SCL 总线
	i2c_Delay();
	return re;
}

 

5. 发送信号

根据上方时序图可以知道

​ 在SCL为高电平期间，发送数据，发送8次数据，数据为1,SDA被拉高，SDA被拉低，数据为0，SDA被拉低。

void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
	uint8_t i; 							//先传输高位 bit7
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{		
		if (_ucByte & 0x80)   			//判断 高位
		{
			OLED_I2C_SDA_1();			//设置 SDA 传输数据 
		}
		else
		{
			OLED_I2C_SDA_0();			
		}
		i2c_Delay();
		OLED_I2C_SCL_1();				//拉高 SCL ，发送数据
		i2c_Delay();	
		OLED_I2C_SCL_0();				//拉低 SCL ，改变 SDA 数据，左移 _ucByte ,再次判断 高位 bit6 等等
		if (i == 7)
		{
			 OLED_I2C_SDA_1(); 			//退出传输， SDA 置 1
		}
		_ucByte <<= 1;	
		i2c_Delay();
	}
}

 

6. 读取信号

uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
	uint8_t i;
	uint8_t value;
	value = 0;          
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		value <<= 1;					//左移 1 位
		OLED_I2C_SCL_1();				// SCL 置 1 
		i2c_Delay();
		if (OLED_I2C_SDA_READ())		//读取 SDA 口数据
		{
			value++;                    //每次都左移一位，value++，就等于 |          
		}
		OLED_I2C_SCL_0();				//SCL 置 0 ，改变 SDA 数据
		i2c_Delay();
	}
	return value;						//返回读取到的数据
}

SCL 置 1，SDA数据稳定，SCL 置 0，可以改变 SDA数据

 

最后

 第一次尝试编写博客，若是有什么建议，欢迎批评指出。

 后续会逐步分块更新，并会在最后一篇文章上传源代码。

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