51单片机进阶开发之IIC通信

再话单片机通信

前面的文章中已经介绍了单片机的并口通信和UART串口通信,在实际开发过程中我们还可能用到很多其他通信协议,IIC协议就是其中常见的一种,它的用途很广,很多资料都讲得比较专业化,这篇文章我们一起通过简单的文字来熟悉它,以后应用时再讲专业点。

何为IIC

IIC总线全称是Inter Integrated Circuit总线,也写做I^2C总线,它是由飞利浦公司推出的一种同步通信协议,这种协议只用两根通信引脚,一根信号线SDA,另一根时钟线SCL,即它使用两根信号线就可实现全双工的同步数据传输。总之,它具有接口线少、占用资源小、控制简单、通信速率较高等优点。至于为什么,现在我们先不用管,等后面介绍完其他通信协议后再做对比了解。

所有与IIC兼容的器件都具有标准的接口,可以把多个IIC总线器件同时接到IIC总线上。 当然,因为IIC协议比较简单,所以我们使用时通常也会直接通过软件模拟协议来实现,特别是对于没有IIC接口的单片机,比如普通51,52单片机。 在总线上通过地址来识别通信对象,使它们可以之间可以通过IIC总线直接通信,总线上的各设备具有唯一的识别地址,正是因为具备通信识别功能,并且简单容易实现,使得它在电子领域有非常广的应用,比如各种低速存储IC,各类传感器等等。

通信线路

因为所有IIC通信引脚内部电路使用的是开漏结构,所以在实际应用中需要对其引脚添加上拉电阻,以保证正常通信

内部电路结构

通信协议总览

IIC总线协议上的设备分主设备和从设备,犹如常说的主机和从机,顾名思义,主设备是发送命令或数据的器件,从设备为接收命令或向主设备传送数据的器件。并且主设备控制时钟信号,从设备根据主设备的时钟信号和地址信息进行响应。

主从设备之间还需要遵循一定的规则:

IIC总线空闲状态下,SCL和SDA均为高电平,只有在总线空闲时才允许启动数据传送。

起始信号:钟线SCL为高电平时,数据线SDA从高电平到低电平的跳变被定义为起始信号。

停止信号:时钟线SCL为高电平时,数据线SDA从低电平到高电平的跳变被定义为停止信号。

除以上被定义的起始信号和停止信号外,数据传送过程,时钟线为高电平时,数据线必须保持稳定状态,即时钟线为高电平时,数据线的任何电平变化都将被看作总线的起始或停止信号。

协议总览

通信一般步骤

发送命令:

发送起始(START)信号;

发送设备地址;

等待从设备响应(ACK);

发送数据,一般情况每发送一个字节数据后会等待接收来自从设备的响应(ACK)信号;

数据发送完毕,发送停止(STOP)信号,终止传输。

读取命令:

发送起始(START)信号;

发送设备地址;

等待从设备响应(ACK);

接收来自从设备的数据,一般情况下每接收一个字节数据后会向从设备发送一个响应(ACK)信号;

接收到最后一个数据,发送一个无效响应(NACK),然后发送停止(STOP)信号,终止传输。

通信程序举例

总线初始化

void init()

{

SCL= 1;

delay ();

SDA= 1;

delay ();

}

起始信号

void start()

{

SDA= 1;

delay ();

SCL= 1;

delay ();

SDA= 0;

delay ();

}

应答信号

void respons()

{

uchar i= 0;

SCL= 1;

delay();

while ((SDA== 1)&&(i< 255))

{

i++ ;

}

SCL= 0;

delay();

}

停止信号

void stop()

{

SDA= 0;

delay();

SCL= 1;

delay();

SDA= 1;

delay();

}

写数据

void writebyte(uchar date)

{

uchar i,temp;

temp= date;

for(i= 0;i< 8;i++ )

{

temp= temp<< 1;

SCL= 0;

delay();

SDA= CY;

delay();

SCL= 1;

delay();

}

SCL= 0;

delay();

SDA= 1;

delay();

}

读数据

void readbyte()

{

uchar i,k;

SCL= 0;

delay();

SDA= 1;

for(i= 0;i< 8;i++ )

{

SCL= 1;

delay();

k= (k<< 1)|SDA;

SCL= 0;

delay();

}

delay();

return k;

}

发表评论