模拟IIC协议时序

Posted 2020-07-13 When I See You Again

IIC时序模拟

IIC是飞利浦公司开发的两线式串行总线，主要应用在单片机和外围电子器件之间的数据通讯。

IIC总线优点是节约总线数，稳定，快速，是目前芯片制造上非常流行的一种总线，大多数单片机已经片内集成了IIC总线接口，无需用户自己模拟，只需配置相关寄存器即可使用，但是，为了更好地理解IIC总线协议，可以自行按照IIC时序图进行模拟，加深理解。

IIC总线有两条串行线，其一是时钟线SCK，其二是数据线SDA。

在寻常的应用之中，单片机常常作为主机，外围器件作为从机使用。

每一个从机器件都拥有唯一的一个地址，这个地址在芯片手册上会有详细的介绍，一般还需要自行配置芯片管脚上的高低电平，来实现确定从机地址的目的。

硬件设计上，SCK线和SDA线通过典型的4.7K电阻进行上拉，保证两条线空闲时保持高电平状态。

SDA上的数据在SCK高电平期间必须稳定，SDA上的数据在SCK期间才可以被更改。

IIC总线的时序分析：

起始信号：在SCK高电平期间，SDA一个下降沿，即构成了IIC的起始信号。

终止信号：在SCK高电平期间，SDA一个上升沿，即构成了IIC的终止信号。

程序上的模拟如下所示：

1->IIC起始信号模拟程序：

 

 1 void IIC_start(void)
 2 {
 3     SCK=1;
 4     SDA=1;
 5     IIC_delay();
 6     SDA=0;
 7     IIC_delay();
 8     SCK=0;
 9     IIC_delay();
10 }

 

2->IIC终止信号模拟程序：

 1 void IIC_end(void)
 2 {
 3     SCK=0;
 4     SDA=0;
 5     IIC_delay();
 6     SCK=1;
 7     IIC_delay();
 8     SDA=1;
 9     IIC_delay();
10 }

IIC发送数据：
在IIC一次发送8位数据，数据发送时，总是高位在前，分8次传送出去。

IIC发送数据模拟程序：

 

 1 void IIC_write(unsigned char dat)
 2 {
 3     unsigned char temp;
 4     for(temp=0x80;temp!=0;temp>>=1)
 5     {
 6             if(temp&dat==0)
 7             {
 8                         SDA=0;
 9             }
10             else
11             {
12                         SDA=1;
13             }
14             IIC_delay();
15             SCK=1;
16             IIC_delay();
17             SCK=0;
18     }
19 }

 

IIC接收应答模拟程序：

 

 1 bit Get_IIC_ack(void)
 2 {
 3         bit ack;
 4         SDA=1;        //释放数据线，准备接收应答
 5         SCK=1;
 6         if(SDA==1)
 7         {
 8                 ack=0;//无应答信号
 9         }
10         else
11         {
12                 ack=1;//有应答信号
13         }
14         SCK=0;
15         IIC_delay();
16         return ack;
17 }

 

IIC读取数据模拟程序：

 1 unsigned char IIC_Read(void)
 2 {
 3         unsigned char temp;
 4         unsigned char dat;
 5         SDA=1; //释放总线准备接收
 6         for(temp=0x80;temp!=0;temp>>=1)
 7         {
 8                 IIC_delay();
 9                 SCK=1;
10                 if(SDA==1)
11                 {
12                         dat|=temp;
13                 }
14                 else
15                 {
16                         dat&=~temp;
17                 }
18                 SCK=0;
19         }
20         return dat;
21 }

IIC非应答信号模拟程序：

void IIC_No_ack(void)
{
        SDA=1;
        SCK=1;
        IIC_delay();
        SCK=0;
        IIC_delay();
}

IIC应答信号模拟程序：

void IIC_ack(void)
{
        SDA=0;
        SCK=1;
        IIC_delay();
        SCK=0;
        IIC_delay();        
}