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【通信协议】IIC通信协议详解

作者：不正经 | 2024-03-24 18:40:28

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iic通信协议

IIC的基本介绍

IIC总线的发展：

       芯片间总线（Inter Interface Circuit，IIC），是应用广泛的芯片间串行扩展总线。目前世界上采用的IIC总线一共有两个规范，分别由荷兰飞利浦公司和日本索尼公司提出的，现在基本采用荷兰飞利浦的IIC总线的技术规范。

IIC总线的优点：

        1、IIC总线优点中最主要的优点是其简单性（IIC只有两条信号线）和有效性（根据SCL线上的时钟线来判断）。带有IIC总线的接口的单片机都可直接与具有IIC总线接口的各种扩展器件（如存储器、I/O芯片、A/D、D/A、键盘、显示器、时钟、日历等）连接。由于IIC总线采用纯软件的寻址方法，无须片选线的连接，这样就大大的简化了总线的数量。

        2、IIC总线的另一个优点是允许多主器件。任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率，在任何时间点上只能有一个主控。在实际应用中，经常遇到的是以单一单片机为主器件，其他外围接口期间为从器件的情况。

IIC总线的缺点：

        在标准的IIC普通模式下，数据的传输速率为100kbit/s，高速模式下可以达到400kbit/s。

        IIC所接的外围器件的数量并不是无穷多的，总线上的扩展的期间数量是由限制的。总线上的扩展的期间数量并不是由电流负载决定的，而是由电容负载决定的。IIC总线上的每个器件的接口都有一定的等效电容，器件越多（扩展外围器件可以看作是并联在主器件的总线上的），电容值就越大，就会造成信号传输的延迟。

        总线上允许接的器件数量以器件的电容量不能超过400pF(可以通过其他的方法增加总线的电容量)，据此可以算出总线的长度和扩展外围器件的数量。

IIC的总线系统的基本结构：

        IIC总线总共只有两条信号线，一条是双向的串行数据线SDA，另一条是串行时钟线SCL。SDA和SCL都是双向的，IIC总线上的各器件的数据线都接到SDA线上，IIC总线上的各器件的时钟线都接到SCL线上。

        每个连接到IIC总线上的器件都有一个唯一的地址，扩展期间时要受到器件地址数量的限制。IIC的总线系统的基本结构如图所示。

 

IIC的总线物理拓扑结构：

        当IIC总线空闲时，SDA和SCL两条线均为高电平。由于连接到总线上的器件输出级必须是漏极开路或者集电极开路的，因此只要有一个器件任意时刻输出低电平，都将总线上的信号变低，即各器件的SDA和SCL都是“线与“的关系。

        由于各器件输出端为漏极开路，则SCL和SDA线必须通过上拉电阻接正电源，以保证SDA和SCL在空闲状态被上拉到高电平。IIC总线的拓扑结构如图所示。

 

IIC协议介绍

IIC总线的起始信号与终止信号：

        IIC 总线在传送数据过程中一共有三种类型的信号，它们分别是：开始信号（S）、结束信号（P）和应答信号。

        开始信号：在SCL 串行时钟线为高电平期间，SDA 线由高电平向低电平的变化表示起始信号，只有在起始信号以后，其他命令才有效。

        结束信号：在SCL 串行时钟线为高电平期间，SDA 线由低电平向高电平的变化表示终止信号，随着终止信号的出现，所有外部操作就结束。

 

IIC总线上数据传送的应答信号：

        应答信号：IIC总线进行数据传送时，传送的字节数并没有限制，但是每个字节长必须为8位长。数据传送过程中，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随着1位应答位（即一帧共有9位长）。

        1、应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；

        2、应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。

        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数据线SDA拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。 如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放数据线SDA，以便主控接收器发送一个停止信号P。

 

IIC总线上数据有效性：

        IIC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：SDA线上的数据在SCL时钟“高”期间必须是稳定的，只有当SCL线上的时钟信号为低时，数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。

 

 IIC总线上数据帧格式：

 

IIC总线上传送的数据信号不仅包括真正的数据信号，并且包括地址信号。

       IIC总线规定，在起始信号后面必须传送一个从器件的地址（7位），第8位是数据传送的方向位（R/`W），用“0”来表示主器件发送（`W），“1”表示主器件接受数据（R）。每次数据传送总是由主器件产生终止信号而结束。但是，如果主器件希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，而马上再次发出起始信号对另一从器件进行寻址操作。因此，在总线一次数据传送过程中，可以由以下几种组合方式。

       （1）、主器件向从器件发送N个字节的数据。

        数据传送方向在整个传送的方向过程并没有变化，数据传送的格式如图所示。

 

       其中N个字节是由主机写入从器件的N个字节的数据。淡蓝色部分表示数据由主机向从机传送，粉红色部分则表示数据由从机向主机传送。

        上述的从设备地址为7位，紧接其后的读/写标志位决定了主器件的读写方向。写用“0” （低电平）来表示，读用“1” （高电平）来表示。

 

        1、主机首先产生START信号；

        2、然后紧跟着发送一个从机地址，这个地址共有7位，紧接着的第8位是数据方向位(R/`W)，“0”表示主机发送数据(写)，“1”表示主机接收数据(读)；

        3、主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，若相同，则认为自己正在被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器和接收器；

        4、这时候主机等待从机的应答信号(A)；

        5、当主机收到应答信号时，发送要访问从机的那个地址， 继续等待从机的应答信号；

        6、当主机收到应答信号时，发送N个字节的数据，继续等待从机的N次应答信号；

        7、主机产生停止信号，结束传送过程。

       （2）、主器件读来自从机的N字节。

        除第一个寻址字节由主机发送，N个字节都是由从器件发送，主器件接收，数据传送的格式如图所示。

 

        在从机产生响应时，主机从发送变成接收，从机从接收变成发送。之后，数据由从机发送，主机接收，每个应答由主机产生，时钟信号仍由主机产生。若主机要终止本次传输，则发送一个非应答信号，紧接着主机产生停止条件。

 

        1、主机首先产生START信号；

        2、然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为0，表明是向从机写命令；

        3、这时候主机等待从机的应答信号(ACK)；

        4、当主机收到应答信号时，发送要访问的地址，继续等待从机的应答信号；

        5、当主机收到应答信号后，主机要改变通信模式(主机将由发送变为接收，从机将由接收变为发送)所以主机重新发送一个开始start信号，然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为1，表明将主机设置成接收模式开始读取数据；

        6、这时候主机等待从机的应答信号，当主机收到应答信号时，就可以接收1个字节的数据，当接收完成后，主机发送非应答信号，表示不再接收数据；

        7、主机进而产生停止信号，结束传送过程。

（3）、主器件的读、写操作。

        在一次数据传送过程中，主器件先发送一个字节的数据，然后再接收一个字节的数据，此时起始信号和从器件地址都要被重新产生一次，但两次读写的方向位刚好相反，数据传送的格式如图所示。

 

        图中的“RS”表示重新产生的起始信号，后面一个从设备地址表示重新产生的从器件地址。

        由上可知，无论哪种形式，起始信号、终止信号和从器件地址均由主器件发送，数据字节的传送方向则由主器件发出的寻址字节中的方向位决定，每个字节的传送都必须有应答位（A或者`A）相随。

      

IIC总线上的寻址字节：

        在上面介绍的数据帧格式中，均有7位从器件地址和紧随其后的1位读/写方向位，即寻址字节。IIC总线的寻址采用软件寻址，主器件在发送完起始信号后，立即发送寻址字节来寻址被控的从器件，寻址字节格式如图所示。

 

       在7位从器件地址为“1010”（AT24C02芯片的固定地址）和“A2、A1、A0”，其中前四位为器件地址，即器件固有的地址编码，器件出厂时就已经给定。“A2、A1、A0”为引脚地址，由器件引脚“A2、A1、A0”在电路中接高电平或接地决定，

       数据方向位（R/`W）规定了总线上的单片机（主器件）与从器件的数据传送方向位。R/`W=1，表示主器件接收（读），R/`W=0，表示主器件发送（写）。

IIC总线上数据传送格式：

        IIC总线上每传送一位数据都与一个时钟脉冲相对应，传送的每一帧数据均为一个字节。但启动IIC总线后传送的字节数并没有限制，只要求每传送一个字节后，对方回应一个应答位即可。

       IIC总线数据传送必须遵循规定的数据传送格式。根据总线协议规范，起始信号表明一次数据传送的开始，其后为寻址字节。在寻址字节后是按指定读写的数据字节与应答位。在数据传送完成后主器件都必须发送终止信号。在起始信号与终止信号之间的传输的数据字节数由主器件（单片机）决定，理论上讲没有字节数量的限制。

       由上述的数据传送格式可知：

       （1）、无论何种数据传送格式，寻址字节都有主器件发出，数据字节的传送方向则由寻址字节中的方向位来决定。

       （2）、寻址字节只表明了从器件的地址和数据传送方向。从器件内部的N个数据地址，由器件设计者在该器件的IIC总线数据操作格式中，指定第一个数据字节作为器件内部的单元地址指针，并且设置地址自动加减功能，以减少从器件地址的寻址操作。

       （3）、每个字节传送必须有应答信号（A或者`A）相随.

       （4）、从器件在接收到起始信号后都必须释放数据总线，使其处于高电平，以便主器件发送从机地址。

    IIC总线底层程序

IIC总线引脚与函数定义：

        采用PB6、PB7来模拟IIC时序， PB6为时钟线（SCL），PB7为数据线（SDA）。

        关于宏定义与函数定义的代码。

  1. //IO方向设置
  2.  
  3. #define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
  4. #define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}
  5.  
  6. //IO操作函数	 
  7. #define IIC_SCL    PBout(6) 			//SCL
  8. #define IIC_SDA    PBout(7) 			//SDA	 
  9. #define READ_SDA   PBin(7)  		    //输入SDA 
  10.  
  11. //IIC所有操作函数
  12. void IIC_Init(void);                	//初始化IIC的IO口				 
  13. void IIC_Start(void);					//发送IIC开始信号
  14. void IIC_Stop(void);	  				//发送IIC停止信号
  15. void IIC_Send_Byte(u8 txd);			    //IIC发送一个字节
  16. u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);	//IIC读取一个字节
  17. u8 IIC_Wait_Ack(void); 				    //IIC等待ACK信号
  18. void IIC_Ack(void);					    //IIC发送ACK信号
  19. void IIC_NAck(void);					//IIC不发送ACK信号

        由于IIC是半双工通信方式：

        （1）、数据线SDA可能会数据输入，也可能是数据输出，需要定义IIC_SDA来进行输出、READ_SDA来进行输入，与此同时就要对IO口进行模式配置：SDA_IN()和SDA_OUT()。

        （2）、时钟线SCL一直是输出的，所以不用区分时钟线的输入和输出。

IIC总线典型信号以及字节收发的模拟子程序：

（1）总线初始化函数

        初始化函数的功能是将SCL和SDA总线拉高以释放总线。

子程序代码如下：

  1. void IIC_Init(void)								        //初始化IIC
  2. {					     
  3.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  4.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );  //使能GPIOB时钟
  5.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
  6.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;  		//推挽输出
  7.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  8.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  9.     GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); 				//PB6,PB7 输出高
  10. }

（2）起始信号S函数

        起始信号S，要求一个新的起始信号前总线的空闲时间必须大于4.7us，而对于一个重复的起始信号，要求建立事件也必须大于4.7us，如下图所示，起始信号的时序波形在SCL高电平器件SDA发生负跳变。起始信号S到第一个时钟脉冲负跳变沿的时间间隔应大于4us.

 子程序代码如下：

  1. void IIC_Start(void)	 //产生IIC起始信号
  2. {
  3. 	SDA_OUT();           //sda线输出
  4. 	IIC_SDA=1;	  	  
  5. 	IIC_SCL=1;
  6. 	delay_us(4);
  7.  	IIC_SDA=0;		    //START:when CLK is high,DATA change form high to low 
  8. 	delay_us(4);
  9. 	IIC_SCL=0;		    //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
  10. }

3）终止信号P函数

        终止信号：在SCL高电平期间SDA的一个上升沿产生终止信号。如下图所示。

 

子程序代码如下： 

  1. void IIC_Stop(void)		//产生IIC停止信号
  2. {
  3. 	SDA_OUT();			//sda线输出
  4. 	IIC_SCL=0;
  5. 	IIC_SDA=0;			//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
  6.  	delay_us(4);
  7. 	IIC_SCL=1; 
  8. 	IIC_SDA=1;			//发送I2C总线结束信号
  9. 	delay_us(4);							   	
  10. }

（4）应答位/数据“0”函数

        发送接收应答位与发送数据“0”相同，即在SDA低电平期间SCL发生一个高电平，如下图所示。

子程序代码如下：

  1. //产生ACK应答
  2. void IIC_Ack(void)
  3. {
  4. 	IIC_SCL=0;
  5. 	SDA_OUT();
  6. 	IIC_SDA=0;
  7. 	delay_us(2);
  8. 	IIC_SCL=1;
  9. 	delay_us(2);
  10. 	IIC_SCL=0;
  11. }

 

        SCL在高电平期间，SDA被从器件被拉为低电平表示应答。

（5）非应答位/数据“1”函数

        发送非应答位与发送数据“1”相同，即在SDA高电平期间SCL发生一个正脉冲，如下图所示。

子程序代码如下：

  1. //不产生ACK应答		    
  2. void IIC_NAck(void)
  3. {
  4. 	IIC_SCL=0;
  5. 	SDA_OUT();
  6. 	IIC_SDA=1;
  7. 	delay_us(2);
  8. 	IIC_SCL=1;
  9. 	delay_us(2);
  10. 	IIC_SCL=0;
  11. }

 

（6）字节收发子程序函数

        除了上述的典型信号的模拟外，在IIC总线的数据传送过程中，经常使用单字节数据的发送和接收。

       1、发送1字节数据子程序。下面是模拟IIC的数据线由SDA发送1字节的数据（可以是地址，也可以是数据），发送完后等待应答，并对状态位ACK进行操作，即应答或非应答都使ACK=0，发送数据正常ACK=1，从器件无应答或损坏，则ACK=0。发送一字节数据参考程序如下。

子程序代码如下：

  1. //IIC发送一个字节
  2. //返回从机有无应答
  3. //1，有应答
  4. //0，无应答			  
  5. void IIC_Send_Byte(u8 txd)
  6. {                        
  7.     u8 t;   
  8. 	SDA_OUT(); 	    
  9.     IIC_SCL=0;					//拉低时钟开始数据传输
  10.     for(t=0;t<8;t++)
  11.     {              
  12.         IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
  13.         txd<<=1; 	  
  14. 		delay_us(2);   			//对TEA5767这三个延时都是必须的
  15. 		IIC_SCL=1;
  16. 		delay_us(2); 
  17. 		IIC_SCL=0;	
  18. 		delay_us(2);
  19.     }	 
  20. } 	
  21. //IIC_SDA=txd&0x80;   
  22. //获取最高位
  23. //获取数据的最高位，然后右移7位,假设为 1000 0000 右移7位为 0000 0001 
  24. // 假设为 0000 0000 右移7位为 0000 0000 
  25. //如果某位为1，则SDA为1，否则相反
  26.

 

        发送串行1字节时，” IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;”中，txd和0x80进行与运算后再右移七位，则把运算出来的结果赋给数据线（IIC_SDA），并发送出去，紧接着txd左移一位，把次高位移到最高位，再进行下一次循环即可。这样进行8次，就能把1字节的数据都发送出去就可以达到发送一个字节的目的。

1、接收1字节数据子程序。

        下面是模拟从IIC的数据线SDA接收从器件传来的1字节数据的子程序。

子程序代码如下：

  1. //读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
  2. u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
  3. {
  4.     unsigned char i,receive=0;
  5.     SDA_IN();						    //SDA设置为输入
  6.     for(i=0;i<8;i++ )
  7.     {
  8.         IIC_SCL=0; 
  9.         delay_us(2);
  10. 	    IIC_SCL=1;
  11.         receive<<=1;
  12.         if(READ_SDA)
  13.             receive++;   
  14. 	    delay_us(1); 
  15.     }					 
  16.     if (!ack)
  17.         IIC_NAck();				    //发送nACK
  18.     else
  19.         IIC_Ack(); 				    //发送ACK   
  20.     return receive;
  21. }

         同理，串行接收1字节的数据时，需将八位的数据一位一位地接收，然后在组合成1字节。“receive<<=1;     if(READ_SDA)       receive++;”这三行代码可以理解为在SCL为高电平时，接收READ_SDA的高低电平状态，如果READ_SDA的电平为高时，receive加1，相当于低位赋1；如果READ_SDA的电平为低时，receive不进行，相当于低位赋0。这样循环八次，receive就相当于存储了一字节的数据，在判断这亿字节数据后面的应答信号是应答位还是非应答位，进行判断，最终把接收到一个字节数据的变量传出去即可。

利用IIC总线扩展EEPROM AT24C02的IC卡设计：

        通用存储器的IC卡是由通用存储器芯片封装而成，由于其结构与功能简单、成本低、使用方便，所以在各个领域都得到了广泛的应用。目前用于IC卡的通用存储器芯片多为EEPROM，且应用于IIC总线接口，典型器件为ATMEL公司的IIC接口的AT24Cxx系列。该系列具有AT24C01/02/04/08/16等型号，它们的封装形式，引脚功能以及内部结构类似，只是容量不同，分别为128B/256B/512B/1KB/2KB。下面以AT24C02为例，介绍单片机如何通过IIC总线对AT24C02进行读写。

（1）封装与引脚。

        AT24C02的封装形式由双列直插（DIP）8只引脚和贴片（SOP）8只引脚两种，无论哪种封装，其引脚功能都是一样的。AT24C02的引脚如图所示。

 

1、A0,A1,A2：硬件地址引脚。

2、WP：写保护引脚，接高电平只读，接地允许读和写。

3、SCL和SDA：IIC总线。

4、GND,VCC为电源引脚。

 AT24C02引脚功能如表所示。

 

（2）存储单元的寻址。

AT24C02的存储容量为256B，分为32页，每页8B.对片内单元访问操作，需要先对芯片寻址然后在进行片内子地址寻址。

       1、芯片寻址。

AT24C02芯片地址固定为1010，它是IIC总线器件的特征编码，其地址控制字节的格式为1010 A2 A1 A0 R/非W。A2,A1,A0引脚接高、低电平后得到确定的3为编码，与1010形成7位编码，即为该器件的地址码。由于A2\A1\A0共有八种组合，故系统最多可外接8片AT24C02，R/非W是对芯片的读/写控制位。

       2、片内子地址寻址。

在确定了AT24C02芯片的7位地址码后，片内的存储空间可用1字节的地址码进行寻址，寻址字节位00H~FFH，即可对片内的256个单元进行读/写操作。

(3) 初始化AT24CXX。

子程序代码如下：

  1. //初始化IIC接口
  2. void AT24CXX_Init(void)
  3. {
  4.     IIC_Init();
  5. }
  6.

 (4) 检查检查AT24CXX是否正常。

  1. (4) 检查检查AT24CXX是否正常。
  2.  
  3. 子程序代码如下：
  4. //检查AT24CXX是否正常
  5. //这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
  6. //如果用其他24C系列,这个地址要修改
  7. //返回1:检测失败
  8. //返回0:检测成功
  9. u8 AT24CXX_Check(void)
  10. {
  11. 	u8 temp;
  12. 	temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);		        //避免每次开机都写AT24CXX			   
  13. 	if(temp==0X55)
  14. return 0;		   
  15. 	else										//排除第一次初始化的情况
  16. 	{
  17. 		AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
  18. 	    temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);	  
  19. 		if(temp==0X55)
  20. return 0;
  21. 	}
  22. 	return 1;											  
  23. }

 

(5) 向AT24C02中写数据。

AT24C02有两种写入方式，即字节写入方式与页写入方式。

       1、字节写入方式。

单片机（主器件）先发送启动信号和1字节的控制字，从器件发出应答信号后，单片机再发送1字节的存储单元子地址（AT24C02芯片内部单元的地址码），单片机收到AT24C02的应答后，再发送八位数据和一位终止信号。

       2、页写入方式。

单片机先发送启动信号和1字节的控制字，再发送1字节的存储器起始单元地址，上述几个字节都将得到AT24C02的应答后，就可以发送最多一页的数据，并顺序存放在已指定的起始地址开始的相继的单元中，最终以终止信号结束。

       1、MCU先发送一个开始信号(START)启动总线；

        2、接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)；

        3、等待应答信号(ACK)；

        4、发送数据的存储地址。24C02一共有256个字节的存储空间，地址从0x00~0xFF，想把数据存储>在哪个位置，此刻写的就是哪个地址；

        5、发送要存储的数据第一字节、第二字节、…注意在写数据的过程中，E2PROM每个字节都会>回应一个“应答位0”，老告诉我们写E2PROM数据成功，如果没有回应答位，说明写入不成功；

        6、发送结束信号（STOP）停止总线。

子程序代码如下：

  1. //在AT24CXX指定地址写入一个数据
  2. //WriteAddr  :写入数据的目的地址    
  3. //DataToWrite:要写入的数据
  4. void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
  5. {				   	  	    																 
  6.     IIC_Start();  
  7.     if(EE_TYPE>AT24C16)
  8.     {
  9. 	    IIC_Send_Byte(0XA0);	    					 //发送写命令
  10. 	    IIC_Wait_Ack();
  11. 	    IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);					 //发送高地址
  12.      }
  13.     else
  14.     {
  15. 	    IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));	     //发送器件地址0XA0,写数据 
  16.     }	 
  17.     IIC_Wait_Ack();	   
  18.     IIC_Send_Byte(WriteAddr%256);   					 //发送低地址
  19.     IIC_Wait_Ack(); 	 										  		   
  20.     IIC_Send_Byte(DataToWrite);     					 //发送字节				   
  21.     IIC_Wait_Ack();  		    	   
  22.     IIC_Stop();										     //产生一个停止条件 
  23.     delay_ms(10);	 
  24. }
  25.  
  26.  
  27.  
  28. //在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
  29. //该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
  30. //WriteAddr  :开始写入的地址  
  31. //DataToWrite:数据数组首地址
  32. //Len        :要写入数据的长度2,4
  33. void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
  34. {  	
  35.     u8 t;
  36.     for(t=0;t<Len;t++)
  37.     {
  38. 	    AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite>>(8*t))&0xff);
  39.     }												    
  40. }
  41.     
  42.  
  43. //在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
  44. //WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
  45. //pBuffer   :数据数组首地址
  46. //NumToWrite:要写入数据的个数
  47. void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
  48. {
  49.     while(NumToWrite--)
  50.     {
  51. 	    AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
  52. 	    WriteAddr++;
  53. 	    pBuffer++;
  54.     }
  55. }

 

        温馨提示：在写数据的过程中，每成功写入一个字节，E2PROM存储空间的地址就会自动加1，当加到0xFF后，再写一个字节，地址就会溢出又变成0x00。

       (6) 向AT24C02中读数据。

       AT24C02的读操作页由两种方式，即指定地址读方式和指定地址连续读方式。

       1、指定地址读方式。

单片机发送启动信号后，先发送含有芯片地址的写操作控制字，AT24C02应答后，单片机再发送1字节的指定单元的地址，AT24C02应答后再发送1个含有芯片地址的读操作控制字，此时如果AT24C02做出应答，被访问单元的数据就会按照SCL信号同步出现在SDA线上，以供单片机读取。

       2、指定地址连续读方式。

指定地址连续读方式是单片机收到每个字节数据都要做出应答，只要AT24C02检测到应答信号，其内部的地址寄存器就自动加一指向下一个单元，并顺序将指向单元的数据送到SDA线上。当需要结束读操作时，单片机接收到数据后，在需要应答的时刻发送一个非应答信号，紧接着再发送一个终止信号即可。

        1、MCU先发送一个开始信号(START)启动总线；

        2、接着跟上首字节，发送器件写操作地址(DEVICE ADDRESS)+写数据(0xA0)；

（注意：这里写操作是为了要把所要读的数据的存储地址先写进去，告诉E2PROM要读取哪个地址的数据）

        3、发送要读取内存的地址(WORD ADDRESS)，通知E2PROM读取要哪个地址的信息；

        4、重新发送开始信号(START)；

        5、发送设备读操作地址(DEVICE ADDRESS)对E2PROM进行读操作 (0xA1)；

        6、E2PROM会自动向主机发送数据，主机读取从器件发回的数据，在读一个字节后，MCU会回应一个应答信号(ACK)后，E2PROM会继续传输下一个地址的数据，MCU不断回应应答信号可以不断读取内存的数据；

        7、如果不想读了，告诉E2PROM不想要数据了，就发送一个“非应答位NAK(1)”。发送结束信号（STOP）停止总线。

子程序代码如下：

  1. //在AT24CXX指定地址读出一个数据
  2. //ReadAddr:开始读数的地址  
  3. //返回值  :读到的数据
  4. u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
  5. {				  
  6.     u8 temp=0;		  	    												 
  7.     IIC_Start();  
  8.     if(EE_TYPE>AT24C16)
  9.     {
  10. 	    IIC_Send_Byte(0XA0);	   						 //发送写命令
  11. 	    IIC_Wait_Ack();
  12. 	    IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);					 //发送高地址
  13. 	    IIC_Wait_Ack();		 
  14.     }
  15.     else 
  16.         IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1));	 //发送器件地址0XA0,写数据 
  17.     IIC_Wait_Ack(); 
  18.     IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);   				 //发送低地址
  19.     IIC_Wait_Ack();	    
  20.     IIC_Start();  	 	   
  21.     IIC_Send_Byte(0XA1);           				 //进入接收模式			   
  22.     IIC_Wait_Ack();	 
  23.     temp=IIC_Read_Byte(0);		   
  24.     IIC_Stop();									 //产生一个停止条件	    
  25.     return temp;
  26. }
  27.  
  28.  
  29. //在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
  30. //该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
  31. //ReadAddr   :开始读出的地址 
  32. //返回值     :数据
  33. //Len        :要读出数据的长度2,4
  34. u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
  35. {  	
  36.     u8 t;
  37.     u32 temp=0;
  38.     for(t=0;t<Len;t++)
  39.     {
  40. 	    temp<<=8;
  41. 	    temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1); 	 				   
  42.     }
  43.     return temp;												    
  44. }
  45.  
  46. //在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
  47. //ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
  48. //pBuffer  :数据数组首地址
  49. //NumToRead:要读出数据的个数
  50. void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
  51. {
  52.     while(NumToRead)
  53.     {
  54. 	    *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);	
  55. 	    NumToRead--;
  56.     }
  57. }

 

IIC总线通信方式总结：

        1、进行数据传送时，在SCL为高电平期间，SDA线上电平必须保持稳定，只有SCL为低时，才允许SDA线上电平改变状态。并且每个字节传送时都是高位在前；

        2、对于应答信号，ACK=0时为有效应答位，说明从机已经成功接收到该字节，若为1则说明接受不成功；

        3、如果从机需要延迟下一个数据字节开始传送的时间，可以通过把SCL电平拉低并保持来强制主机进入等待状态；

        4、主机完成一次通信后还想继续占用总线在进行一次通信，而又不释放总线，就要利用重启动信号。它既作为前一次数据传输的结束，又作为后一次传输的开始；

        5、总线冲突时，按“低电平优先”的仲裁原则，把总线判给在数据线上先发送低电平的主器件；

        6、在特殊情况下，若需禁止所有发生在I2C总线上的通信，可采用封锁或关闭总线，具体操作为在总线上的任一器件将SCL锁定在低电平即可；

        7、SDA仲裁和SCL时钟同步处理过程没有先后关系，而是同时进行的。

 

 

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