欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

51单片机进阶开发(五)之IIC通信

2023-03-21 14:42 作者:落木青云  | 我要投稿

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:

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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:

  1. 发送起始(START)信号;

  2. 发送设备地址;

  3. 等待从设备响应(ACK);

  4. 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;

  5. 数据发送完毕,发送停止(STOP)信号,终止传输。

读取命令:

  1. 发送起始(START)信号;

  2. 发送设备地址;

  3. 等待从设备响应(ACK);

  4. 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;

  5. 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

1.总线初始化

void init()
{
  SCL= 1;
  delay ();
  SDA= 1;
  delay ();
}

2.起始信号

void start()                     
{
  SDA= 1;
  delay ();
  SCL= 1;
  delay ();
  SDA= 0;
  delay ();
}

3.应答信号

void respons()
{
  uchar i= 0;
  SCL= 1;
  delay();
  while ((SDA== 1)&&(i< 255))
  {
    i++ ;
  }
  SCL= 0;
  delay();
}

4.停止信号

void stop() 
{
  SDA= 0;
  delay();
  SCL= 1;
  delay();
  SDA= 1;
  delay();
}

5.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();
}

6.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;                   
}

有需要可以添加微信


51单片机进阶开发(五)之IIC通信的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律