大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
一、IIC连接实物示意图
二、IIC协议程序编写的要点：
1、空闲状态 2、开始信号 3、停止信号 4、应答信号 5、数据的有效位 6、数据传输
三、IIC驱动编写
1、硬件准备
此处使用正点原子Mini板STM32F103，使用的IO口为C11、C12。由于使用的IO口并不是自带硬件IIC口，所以在此我们使用软件模拟IIC传输。（没有硬件的同学也可以继续看下去，协议的实现与硬件没有太大关系）
2、程序编写
由上文得知IIC协议程序编写的要点：下面我们来依次实现
第一步、首先我们先来初始化一下IO口（只是理解IIC协议原理的同学，可直接跳过）
代码语言：javascript复制void IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //使能GPIOC时钟
//PC11,12初始化设置
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
IIC_SDA=1;
IIC_SCL=1;
}此处初始化需注意要上拉两个IO口，因为IIC协议设定SDA=1，SCL=1为空闲状态。 此处使用的是HAL库，HAL对IO口的结构体定义如下：
代码语言：javascript复制typedef struct
{
uint32_t Pin;/*引脚*/ /*!< Specifies the GPIO pins to be configured. This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
uint32_t Mode;/*模式*/ /*!< Specifies the operating mode for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */
uint32_t Pull;/*上拉或下拉*/ /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */
uint32_t Speed;/*IO口速度*/ /*!< Specifies the speed for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
} GPIO_InitTypeDef;第二步、对SDA、SCL进行宏定义（只是理解IIC协议原理的同学，可直接跳过）
代码语言：javascript复制//IO操作
#define IIC_SCL PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA PCout(11) //SDA
#define READ_SDA PCin(11) //输入SDA第三步、对各个要点进行实现
1、空闲状态
无数据发送接收时
代码语言：javascript复制void IIC_Leisure(void)
{
IIC_SDA=1;
IIC_SCL=1;
}2、开始信号
根据时序图，可知，开始信号：SCL为高期间， SDA由高到低的跳变； 特别注意：启动信号是一种电平跳变时序信号，下面是程序编写：
代码语言：javascript复制void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); /*设置C12为输出模式*/
IIC_SDA=1; /*拉高保持空闲状态*/
IIC_SCL=1; /*拉高保持空闲状态*/
delay_us(4); /*延时保证电平稳定*/
IIC_SDA=0; /*当SCL为高时，SDA由高到低的跳变*/
delay_us(4); /*延时保证电平稳定*/
IIC_SCL=0; /*钳住I2C总线，准备发送或接收数据*/
} 3、停止信号
根据时序图，可知，开始信号：SCL为高期间， SDA由低到高的跳变； 特别注意：停止信号是一种电平跳变时序信号，同时此处有个小细节，如时序图，SDA只有在SCL变高时才能变换。下面是程序编写：
代码语言：javascript复制void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT(); /*设置C12为输出模式*/
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0;
delay_us(4);
IIC_SCL=1;
IIC_SDA=1;/*当SCL为高时，SDA由高到低的跳变*/ /*如出现电平不稳，也可在本句上方 一个延时*/
delay_us(4);
} 4、应答信号
根据我们此项目来说，我们是使用单片机读取AT24C02里的数据。故此处发送器为AT24C02，接收器为单片机。 发送器（AT24C02）每发送一个字节， 就在时钟脉冲第9个期间释放数据线，由接收器（单片机）反馈一个应答信号。
当应答信号为低电平时， 表示接收器已经成功地接收了该字节，规定为应答位（ACK） 当应答信号为高电平时， 表示接收器接收该字节失败。规定为非应答位（NACK）
对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低， 并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。
同时我们还需要对应答信号进行判断，所以我们此处需要编写三个程序：1、产生应答信号；2、产生非应答信号；3、检测应答信号，其中产生应答信号和产生非应答信号是接收器（单片机）使用的，检测应答信号为发送器（AT24C02）使用的。
（1）产生应答信号
代码语言：javascript复制void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=0;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}（2）产生非应答信号
代码语言：javascript复制void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
} （3）检测应答信号
代码语言：javascript复制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);
while(READ_SDA)
{
ucErrTime ;
if(ucErrTime>250)
{
IIC_Stop();
return 1;/*数据传送失败。检测为非应答信号*/
}
}
IIC_SCL=0;//时钟输出0
return 0; /*数据传送失败。检测为应答信号*/
} 5、数据传输、数据的有效性
（1）数据的有效性
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， 数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
即： 数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。 并在在下降沿到来之前必须稳定。（如图示，SCL周期小于SDA周期，且被包含在内） （2）数据传输 数据位的传输采用边沿触发。 在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（同步控制）， 即在SCL串行时钟的配合下， 在SDA上逐位地串行传送每一位数据 。
写数据
代码语言：javascript复制//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;/*需要发送的数据经过和0x80的与运算之后，右移7位*/
txd<<=1;/*左移7位*/
delay_us(2); /*对延时是必须的*/
IIC_SCL=1;
delay_us(2); /*对延时是必须的*/
IIC_SCL=0;
delay_us(2); /*对延时是必须的*/
}
} IIC_SDA=(txd&0x80)>>7; txd<<=1;这两句有疑问的同学可以看我下面推导：
读数据
代码语言：javascript复制//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NACK*/
else
IIC_Ack(); /*发送ACK*/
return receive;
}参考文献：http://www.openedv.com/docs/boards/stm32/zdyz_stm32f103_mini.html
发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/129669.html原文链接：https://javaforall.cn
