解析I2C通信协议

一、I2C的概念

1. I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，I2C总线只有两根双向信号线。其中一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。



2. 每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。发送数据到总线上的称为发送器，从总线上接收数据的器件称为接收器。



每个I2C总线上的器件的地址唯一，主机就是通过寻找唯一的地址来进行数据传输。当主机为发送器的时候，器件接收数据，当主机为接收器的时候，器件发送数据。

二、常用的串行扩展总线

  I2C（Inter Ic BUS）总线、单总线（1-WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）等。

三、I2C的六个信号

1. 起始信号

定义：SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化。

void iic_start(void)
{
SDA = 1;
SCL = 1;
delay_us(1);
SDA = 0;
delay_us(1);
SCL = 0;
}

2. 终止信号

定义：SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化。

void iic_stop(void)
{
SDA = 0;
SCL = 1;
delay_us(1);
SDA = 1;
delay_us(1);
SCL = 0;
}

3. 写数据信号

I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高低电平状态才允许变化。

bit iic_send_byte(unsigned char byte)
{
unsigned char i;

for(i = 0; i < 8; i++)
{
SDA = byte & 0x80;
SCL = 1;
delay_us(1);
SCL = 0;
byte <<= 1;
}

SCL = 1;
SDA = 1;
delay_us(1);
if(0 == SDA)
{
ack = 1;
}
else
{
ack = 0;
}

SCL = 0;
return ack;
}

4. 读数据信号

I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高低电平状态才允许变化。

unsigned char iic_rcv_byte(void)
{
unsigned char i;
unsigned char temp = 0;
unsigned char a;

SDA = 1;
for(i = 0; i < 8; i++)
{
SCL = 0;
delay_us(1);
SCL = 1;
if(SDA)
{
a = 0x01;
}
else
{
a = 0;
}

temp |= (a << (7 - i));
delay_us(1);
}

SCL = 0;

return temp;
}

5. 应答信号

I2C总线协议规定，每传送一个字节数据，都要有一个应答信号以确定数据传送是否被对方接收。应答信号由接收设备产生，在SCL为高电平期间，接收设备将SDA拉低为低电平，表示数据传输正确。

void iic_ack(void)
{
SDA = 0;
SCL = 1;
delay_us(1);
SCL = 0;
}

6. 非应答信号

void iic_noack(void)
{
SDA = 1;
SCL = 1;
delay_us(1);
SCL = 0;
}