【总线】IIC学习笔记
参考链接IIC总线介绍IIC总线时序1.空闲信号2. 启动信号与停止信号3.数据的有效性4.应答信号5.七位地址传输
IIC读写过程（AT24C02举例）IIC读过程IIC写过程
正点原子IIC驱动问题1、IIC停止信号问题2、IIC-AT24C02的器件地址发送的疑惑
参考链接
IIC时序图+代码 IIC总线+上拉电阻计算 IIC通信协议 IIC学习
IIC总线介绍
IIC是一种串行、半双工的总线。通信距离短、通信速度低的场合。 IIC有两根线，一个是SDA，用于收发数据的数据线；一个是SCL，用于双方通信时钟的同步。
IIC是一种多主机总线。连接在IIC总线上的器件分别为主机和从机。 主机有权启用和结束一次通信，从机只能被主机呼叫。 当总线上有多个主机同时启用总线时，IIC具有冲突检测和仲裁的功能。IIC通信的同步和仲裁是自动进行的。
每个连接到IIC总线的器件都有一个唯一地址（7bit），每个器件就可以作为主机也作为从机，但是同一时刻只能有一个主机。
IIC总线上的器件删除或者添加，不会影响其他器件的正常工作。
总线空闲时，设备都是开漏输出，由电路中的上拉电阻使SDA和SCL都保持高电平。当任一设备输出低电平时都会使总线上的信号线变低。
IIC三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s，快速模式为400kbit/s，高速模式下可达3.4M/s，但目前大多IIC设备尚不支持高速模式。连接到总线的接口数量只由总线电容是 400pF 的限制决定。
IIC总线时序
1.空闲信号
在总线未被主机占用时，电路中的上拉电阻使 SDA 和 SCL 线保持高电平状态，并等待主机启用总线。
2. 启动信号与停止信号
起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为处于忙的状态 在停止条件的某段时间后，总线再次处于空闲状态。
① 启动信号：在SCL线是高电平时，SDA线从高到低的跳变； ② 停止信号：在SCL线是高电平时，SDA线从低到高的跳变。
3.数据的有效性
在IIC总线进行数据传输时，SCL时钟信号为高电平期间，SDA数据线上的数据必须保持稳定。只有在SCL时钟线上的信号为低电平期间，SDA数据线上的电平状态才允许变化。 SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。 从机会在SCL为高电平时，读取SDA的电平。
4.应答信号
发送器每发送一个字节，会在第九个时钟脉冲期间释放数据线（低电平），由接收器反馈一个响应（ACK/NACK）。【说白了，就是当SCL在第九个高电平时，监测SDA电平，若为高，则为非应答，若为低，则为应答】
① ACK(应答信号)：应答信号为低电平(0)时，表示接收器已经成功地接收了该字节； ② NACK(非应答信号)：应答信号为高电平(1)时，一般表示接收器接收该字节没有成功。
5.七位地址传输
起始信号后发送的第一个字节（8位）是从机地址+数据方向位。 从机地址共有 7 位，紧接着的第 8 位是数据方向位 R/ W（表示从机进行读/写）操作。 “0” 表示“写”发送数据，“1” 表示“读”请求数据。
IIC读写过程（AT24C02举例）
本小节图片来源：IIC协议实战项目
IIC读过程
首先，主机发起启动信号。 然后，主机发送器件地址和写方向（一字节）的广播器件寻址，并等待从机应答。 从机应答后，主机发送要读取的数据存储地址，并等待从机应答。 从机应答后，主机再次发起启动信号。 然后，主机发送器件地址和读方向（一字节）的广播器件寻址，并等待从机应答。【更换接收方向】 然后，主机通过SDA读取一个字节的数据。 数据接收完毕后，如果主机不想在接收数据了，需要回复非应答信号。 最后，主机发起停止信号。
IIC写过程
首先，主机发起启动信号。 然后，主机发送器件地址和写方向（一字节）的广播器件寻址，并等待从机应答。 从机应答后，主机发送要写入的数据存储地址，并等待从机应答。 从机应答后，主机发送想要写入的数据，并等待从机应答。 从机应答后，主机发起停止信号。
正点原子IIC驱动问题
1、IIC停止信号问题
上述原版驱动代码。可以发现，一开始两根线都是低电平，并等待了4us。 然后SCL高，SDA立马拉高，并等待4us。停止信号是，在SCL为高的情况下，SDA由低向高转变。这么短的时候，留给SDA的时间太短了吧？ 我搜索查到，有些朋友说，慢速没问题，时钟高了就有问题。所以，还是应该注意下。 我觉得应该如下：
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda线输出
IIC_SCL=0;
IIC_SDA=0;
IIC_SCL=1;
delay_us(4);
IIC_SDA=1;
delay_us(4);
}
2、IIC-AT24C02的器件地址发送的疑惑
在IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1))中，0XA0是器件地址，为什么还要加上(ReadAddr/256)<<1？ 在使用AT24C02的情况下，这句话并没有用。 因为24C02，一共2Kbit的大小，也就是256字节。所以用一个字节就能把它全部的读写地址表示了。 但是对于04，一共有4Kbit的大小，也就是512字节，一个字节并不能表示其全部的读写地址，得需要9bit才行。 这就跟这个IIC器件有关了，对于高容量eeprom，它有大小分区。 它将读写地址的一部分放到了器件地址中，具体的可以看数据手册。