概要

IIC（IIC，inter-Integrated circuit）,两线式串行总线，用于MCU和外设间的通信。
IIC只需两根线：数据线SDA和时钟线SCL。以半双工方式实现MCU和外设之间数据传输，速度可达400kbps。

多主机I2C总线结构

注意SDA和SCL两根总线需要上拉，使总线处于空闲状态。

IIC协议

空闲状态

协议规定，SDA和SCL同时为高电平时，总线处于空闲状态。上拉电阻保证电平处于高电平。

起始信号和停止信号

起始信号：SCL为高电平时，SDA电平发生高到低的跳变
停止信号：SCL为高电平时，SDA电平发生低到高的跳变

应答信号

发送器每发送完一个字节（8个脉冲），在第9个脉冲间释放总线，接收器返回一个ACK信号，协议规定，低电平为有效应答，高电平为无效应答。

数据有效性

协议对有效数据进行了规定：即时钟信号为高电平期间，数据必须保持稳定，时钟信号低电平期间，数据线上的电平才允许变化。也就是说，数据在时钟信号到来前必须准备好，并保持到时钟信号的下降沿之后。

数据传输

I2C为同步传输，时钟控制数据位的传输，边沿触发。

驱动程序

直接引用实验中的代码。测试没问题。

起始信号

//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_SDA=1;        IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}

停止信号

//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号delay_us(4);
}

有效应答

//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}

无效应答

//不产生ACK应答
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}

发送单字节

//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;txd<<=1;      delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0;  delay_us(2);}
}

接收单字节

//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nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}

EEPROM

24C02为IIC接口，容量为256字节。

封装如下图：

管脚定义：

设备地址的高四位固定，中间为地址线定义的地址，最后一位为读写位。
由于A0,A1,A2设置为0，所以
读的时候：Device Address = 0xA1;
写的时候：Device Address = 0xA0;

24C02字节写时序

起始信号
写设备地址，Device Address = 0xA0;
等待应答
确定写入的EEPROM地址即WORD ADDRESS
等待应答
向SDA数据线上写入数据DATA
等待应答
停止信号

//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{                                                                                            IIC_Start();  if(EE_TYPE>AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);        //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址   }else IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据   IIC_Wait_Ack();    IIC_Send_Byte(WriteAddr%256);   //发送低地址IIC_Wait_Ack();                                                        IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节                             IIC_Wait_Ack();                    IIC_Stop();//产生一个停止条件 delay_ms(10);
}

24C02字节读时序

起始信号
写设备地址，Device Address = 0xA0;
等待应答
确定写入的EEPROM地址即WORD ADDRESS
等待应答
起始信号
读设备地址，Device Address = 0xA1;
等待应答
读SDA上数据
等待应答
停止信号

//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址
//返回值  :读到的数据
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{                 u8 temp=0;                                                                               IIC_Start();  if(EE_TYPE>AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);       //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//发送高地址      }else IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据      IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);   //发送低地址IIC_Wait_Ack();     IIC_Start();           IIC_Send_Byte(0XA1);           //进入接收模式            IIC_Wait_Ack();  temp=IIC_Read_Byte(0);         IIC_Stop();//产生一个停止条件       return temp;
}

参考

STM32F3与 F4 系列 Cortex M4 内核编程手册
STM32F4xxx中文参考手册
STM32F4xxx英文参考手册
STM32F4 开发指南(寄存器版)

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