1.IIC概述
1基于对话的形式完成,不需要同时进行发送和接收所以删掉了一根数据线,变成半双工2为了安全起见添加了应答机制3可以接多个模块,且互不干扰4异步时序,要求严格,发送过程中不能暂停,所以需要同步时序+一条时钟线。
模式支持一主多从,和多主多从。仲裁器可以仲裁,也需要时钟线
2.IIC引脚说明
IIC总线只需要两根引脚就可以实现通信,一根是数据线(SDA),另一根是时钟线(SCL),所有通过IIC接口通信的外围器件都挂载在IIC总线上,通过这种机制就可以实现多机通信。
可以看到,外围器件的时钟线和数据线都是挂载在IIC总线(由主控芯片提供),并且在空闲状态下所有器件的时钟线(SCL)和数据线(SDA)都被总线的上拉电阻拉高,这样就可以把SDA引脚和SCL引脚设置为开漏模式即可,好处是防止短路。
寻址
每个挂载在IIC总线上的外围器件都有独立的器件地址,主机发送开始信号后,只需要发送想要通信的设备的地址,如果设备收到地址并且匹配正确,则开始进行单独通信。
3.上拉电阻的作用
- 提供无效应答
当主机在总线上发送数据时(器件地址),从机在接收到该数据后应当回复主机一个有效应答(低电平),但是若主机发送的是器件地址,而从机上没有与该器件地址匹配的从机,此时主机就会接收到来自上拉电阻提供的无效应答(高电平)
2.多主模式仲裁
IIC支持多主模式,多个主机怎么判定那个主机在当前通信总线上有效呢?
上拉电阻在IO引脚配置为开漏输出后会有线与功能。
线与功能:多主模式下,只要有一个主机发送0,总线上就为低电平,若都发送1,则总线上就是高电平。(有0为0,全1为1)
由线与功能决定在多主模式通信时,哪个主机先发送1信号,谁先被淘汰。最终留下的就是进入通信的主机。
若只有一个主机,通信总线可以配置为通用的推挽输出,但是多主必须配置为开漏输出
4.通信过程
可以看到,在建立通信的时候主机需要发送开始信号,紧接着主机需要发出从器件的设备地址(7bit+1bit),从设备的物理地址是7bit,但是由于只有一根数据线,就需要说清楚数据的传输方向,数据的传输方向通过从设备的地址最低位进行表示(最低位是0,表示写操作,最低位是1,表示读操作),IIC总线提供了应答机制,也就是说从机收到了1个字节的数据之后,会在第九个脉冲发送给主机一个应答信号(1bit),如果主机收到从机的应答信号,则主机可以继续发送数据,反之,如果主机没有收到从机发送的应答信号,那主机就不应该继续发送数据,而是应该主动发出一个停止信号,表示停止通信。
5.器件地址
最低位=0,表示写操作 10100000---写地址 ---主机给从机发数据(0xA0)
最低位 = 1,表示读操作 10100001(0xA1)---读地址---主机从从机读数据(从机给主机发送数据)
1010说明书查的,000是电路设计时接地可以查原理图,0写1读
6.IIC时序
6.1 空闲状态
指的是不传输任何数据的时候就被称为空闲状态,IIC总线规定SDA数据线和SCL时钟线在不传输数据的时候都应该设置高电平,表示空闲。
6.2 开始信号
在SCL(时钟线)为高电平期间,SDA(数据线)从高电平跳变到低电平(下降沿)。
SDA: ----------------\_____
↓ (下降沿)
SCL: --------/¯¯¯¯¯¯¯\_____
↑ (SCL高时SDA跳变)
void OELD_IIC_Start(void)
{
//1.设置SDA引脚为输出模式
OLED_IIC_SDAOutputMode();
//2.确保SDA和SCL为高电平
OLED_IIC_SCL_WRITE(1);
OLED_IIC_SDA_WRITE(1);
Delay_us(5); //提高程序可靠性
//3.把SDA引脚拉低
OLED_IIC_SDA_WRITE(0);
Delay_us(5); // IIC总线的通信速率为100KHZ 1000000us = 100000HZ 10us = 1HZ
//4.把SCL引脚拉低,表示准备通信
OLED_IIC_SCL_WRITE(0);
}
6.3 数据发送
6.4 应答信号
6.5 数据接收
6.6 停止信号
停止信号由主设备(Master)发出,时序特征为:SCL(时钟线)保持高电平期间SDA(数据线)从低电平跳变到高电平(上升沿)
SDA: _____/¯¯¯¯¯¯¯¯
↑ (上升沿)
SCL: ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
(保持高电平)
void OLED_IIC_Stop(void)
{
//1.设置SDA引脚为输出模式
OLED_IIC_SDAOutputMode();
//2.确保SDA和SCL为低电平
OLED_IIC_SCL_WRITE(0);
OLED_IIC_SDA_WRITE(0);
//4.把SCL引脚拉高
OLED_IIC_SCL_WRITE(1);
Delay_us(5);
//5.把SDA引脚拉高
OLED_IIC_SDA_WRITE(1);
Delay_us(5); //确保SDA的电平状态可以被其他从器件检测到
}