51單片機(jī)——I2C總線
UART 屬于異步通信，比如電腦發(fā)送給單片機(jī)，電腦只負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)通過TXD 發(fā)送出來即可，接收數(shù)據(jù)是單片機(jī)自己的事情。而 I2C 屬于同步通信， SCL 時(shí)鐘線負(fù)責(zé)收發(fā)雙方的時(shí)鐘節(jié)拍， SDA 數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)。 I2C 的發(fā)送方和接收方都以 SCL 這個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍為基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
I2C總線包括SCL,SDA 兩根信號(hào)線，其中SCL是時(shí)鐘線，SDA是數(shù)據(jù)線。
1、起始信號(hào)
UART 通信是從一直持續(xù)的高電平出現(xiàn)一個(gè)低電平標(biāo)志起始位;而 I2C 通信的起始信號(hào)的定義是 SCL 為高電平期間， SDA 由高電平向低電平變化產(chǎn)生一個(gè)下降沿，表示起始信號(hào)。
2、數(shù)據(jù)傳輸
UART 是低位在前，高位在后;而 I2C 通信是高位在前，低位在后。UART 通信數(shù)據(jù)位是固定長(zhǎng)度，波特率分之一，一位一位固定時(shí)間發(fā)送完畢就可以了。而 I2C 沒有固定波特率，但是有時(shí)序的要求，要求當(dāng) SCL 在低電平的時(shí)候， SDA 允許變化。
3、停止信號(hào)
UART 通信的停止位是一位固定的高電平信號(hào); 而 I2C 通信停止信號(hào)的定義是 SCL 為高電平期間， SDA 由低電平向高電平變化產(chǎn)生一個(gè)上升沿，表示結(jié)束信號(hào)。
4、寫完從器件之后等待從器件的應(yīng)答
在主器件完成對(duì)從器件的寫操作時(shí)候(每次會(huì)有一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù))，主器件會(huì)等待從器件發(fā)送指示信號(hào)，這個(gè)指示信號(hào)是說從器件已經(jīng)接受到了主器件的數(shù)據(jù)，這是由從器件的硬件來完成的，不需要主器件來軟件操作，只需要等待;
5、主器件讀完數(shù)據(jù)后向從器件發(fā)送應(yīng)答信號(hào)
這其實(shí)包括兩種情況，一種是主器件讀完后還要繼續(xù)讀就要發(fā)送一個(gè)繼續(xù)讀的信號(hào)(其實(shí)就是發(fā)送0)，另一種就是不再繼續(xù)讀了，就要發(fā)送停止讀信號(hào)(其實(shí)就是發(fā)送1)。
6、I2C尋址模式
I2C 通信的起始信號(hào)(Start)后，首先要發(fā)送一個(gè)從機(jī)的地址，這個(gè)地址一共有 7位，緊跟著的第 8 位是數(shù)據(jù)方向位(R/W)，“ 0”表示接下來要發(fā)送數(shù)據(jù)(寫)，‘“ 1”表示接下來是請(qǐng)求數(shù)據(jù)(讀)。第九位 ACK應(yīng)答。
#include
#include
#define I2CDelay() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
sbit I2C_SCL = P3 ^ 7;
sbit I2C_SDA = P3 ^ 6;
/* 產(chǎn)生總線起始信號(hào) */
void I2CStart()
{
I2C_SDA = 1; //首先確保SDA、SCL都是高電平
I2C_SCL = 1;
I2CDelay();
I2C_SDA = 0; //先拉低SDA
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL
}
/* 產(chǎn)生總線停止信號(hào) */
void I2CStop()
{
I2C_SCL = 0; //首先確保SDA、SCL都是低電平
I2C_SDA = 0;
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //先拉高SCL
I2CDelay();
I2C_SDA = 1; //再拉高SDA
I2CDelay();
}
/* I2C總線寫操作，dat-待寫入字節(jié)，返回值-從機(jī)應(yīng)答位的值 */
bit I2CWrite(unsigned char dat)
{
bit ack; //用于暫存應(yīng)答位的值
unsigned char mask; //用于探測(cè)字節(jié)內(nèi)某一位值的掩碼變量
for (mask = 0x80; mask != 0; mask >>= 1) //從高位到低位依次進(jìn)行
{
if ((mask & dat) == 0) //該位的值輸出到SDA上
{
I2C_SDA = 0;
}
else
{
I2C_SDA = 1;
}
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL，完成一個(gè)位周期
}
I2C_SDA = 1; //8位數(shù)據(jù)發(fā)送完后，主機(jī)釋放SDA，以檢測(cè)從機(jī)應(yīng)答
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
ack = I2C_SDA; //讀取此時(shí)的SDA值，即為從機(jī)的應(yīng)答值
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL完成應(yīng)答位，并保持住總線
return (~ack); //應(yīng)答值取反以符合通常的邏輯：
//0=不存在或忙或?qū)懭胧。?=存在且空閑或?qū)懭氤晒?/p>
}
/* I2C總線讀操作，并發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)，返回值-讀到的字節(jié) */
unsigned char I2CReadNAK()
{
unsigned char mask;
unsigned char dat;
I2C_SDA = 1; //首先確保主機(jī)釋放SDA
for (mask = 0x80; mask != 0; mask >>= 1) //從高位到低位依次進(jìn)行
{
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
if(I2C_SDA == 0) //讀取SDA的值
{
dat &= ~mask; //為0時(shí)，dat中對(duì)應(yīng)位清零
}
else
{
dat |= mask; //為1時(shí)，dat中對(duì)應(yīng)位置1
}
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL，以使從機(jī)發(fā)送出下一位
}
I2C_SDA = 1; //8位數(shù)據(jù)發(fā)送完后，拉高SDA，發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL完成非應(yīng)答位，并保持住總線
return dat;
}
/* I2C總線讀操作，并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，返回值-讀到的字節(jié) */
unsigned char I2CReadACK()
{
unsigned char mask;
unsigned char dat;
I2C_SDA = 1; //首先確保主機(jī)釋放SDA
for (mask = 0x80; mask != 0; mask >>= 1) //從高位到低位依次進(jìn)行
{
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
if(I2C_SDA == 0) //讀取SDA的值
{
dat &= ~mask; //為0時(shí)，dat中對(duì)應(yīng)位清零
}
else
{
dat |= mask; //為1時(shí)，dat中對(duì)應(yīng)位置1
}
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL，以使從機(jī)發(fā)送出下一位
}
I2C_SDA = 0; //8位數(shù)據(jù)發(fā)送完后，拉低SDA，發(fā)送應(yīng)答信號(hào)
I2CDelay();
I2C_SCL = 1; //拉高SCL
I2CDelay();
I2C_SCL = 0; //再拉低SCL完成應(yīng)答位，并保持住總線
return dat;
}
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