文章目錄

• 一、前言
• 二、IIC通訊詳解
• • 2-1、IC協(xié)議簡介
  • 2-2、常用的IIC通訊設(shè)備
  • 2-3、IIC物理層特點
  • 2-4、IIC協(xié)議層特點
  • • 2-4-1、IIC基本讀寫過程
    • 2-4-2、通訊起始和停止信號
    • 2-4-3、數(shù)據(jù)有效性
  • 2-5、IIC通信過程
  • 2-6、IIC總線尋址方式
  • 2-7、總結(jié)
• 三、AT24C02芯片介紹
• 四、例程參考

一、前言

使用STC12的模擬IIC與AT24C02編程并不是這一篇文章的重點，重點是能夠熟練掌握IIC通訊協(xié)議。學(xué)過編程的人應(yīng)該都有同樣一種體驗，當自己精通了一種編程語言的時候再去學(xué)習(xí)其他編程語言，就覺得非常的容易，雖然有一些差異，當基礎(chǔ)內(nèi)容相似。同樣的，同樣的我們掌握的AT24C02芯片的IIC讀寫功能，以后使用STM32、ESP8266控制其他設(shè)備的IIC也能得心用手。

二、IIC通訊詳解

2-1、IC協(xié)議簡介

IIC通訊協(xié)議（Inter - Integrated Circuit）是由Phiilps公司開發(fā)的，由于它引腳少，硬件簡單，可擴展性強，不需要搭載外部收發(fā)數(shù)據(jù)芯片，現(xiàn)被廣泛使用在系統(tǒng)多個集成電路的開發(fā)中。

2-2、常用的IIC通訊設(shè)備

AT24C02
MPU6050陀螺儀
BH1750
PCF8575模塊
…

2-3、IIC物理層特點

1、一條IIC總線可以掛載多個IIC設(shè)備。
2、IIC總線最多可以掛載多少個設(shè)備由它的地址決定的，8位地址，減去1位廣播地址，是7位地址，2^7=128，但是地址0x00不用，那就是127個地址， 所以**理論上可以掛127個從器件** 。
3、IIC有兩條數(shù)據(jù)總線，一條雙向串行數(shù)據(jù)線（SDA），一條串行時鐘線。數(shù)據(jù)線用于標示數(shù)據(jù)，時鐘線用于收發(fā)同步。
4、每個連接總線的設(shè)備地址都有一個獨立地址，主機可以利用這個地址進行不同設(shè)備之間的訪問。
5、總線通過上拉電阻接到電源，上拉電阻一般選擇4.7K。當IIC設(shè)備空閑時，會輸出高阻態(tài)，相當于總線斷路。
6、多個設(shè)備同時使用總線時，為了防止數(shù)據(jù)沖突，會利用仲裁方式?jīng)Q定由哪個設(shè)備占用總線。總線之間是一個線與的特性。
7、IIC具有三種傳輸模式，標準模式100Kbit/s，快速模式400Kbit/s，高速模式3.4Mbit/s，但目前大多IIC設(shè)備不支持高速模式。
8、連接到相同總線的IIC數(shù)量受到總線最大電容400PF限制。

2-4、IIC協(xié)議層特點

IIC的協(xié)議定義了通訊的起始和停止信號、數(shù)據(jù)有效性、相應(yīng)、仲裁、時鐘同步和地址廣播等環(huán)節(jié)。

2-4-1、IIC基本讀寫過程

完整的IIC通訊過程是當主機發(fā)送起始信號啟動總線，然后主機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)指明從機地址和后續(xù)字節(jié)傳送方向，被尋址的從機發(fā)送應(yīng)答信號回復(fù)主機。現(xiàn)在就開始IIC的數(shù)據(jù)傳輸了，向從機發(fā)送/接收一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，當發(fā)送/接收完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，主機/從機回復(fù)一個應(yīng)答信號，持續(xù)通訊重復(fù)此步奏即可，當IIC通訊完成后，回復(fù)一個非應(yīng)答信號，再發(fā)送停止信號結(jié)束總線。

2-4-2、通訊起始和停止信號

起始信號：當SCL線是高電平時，SDA線從高電平向低電平切換，這個情況表示通訊起始。
停止信號：當SCL是高電平時SDA線由低電平向高電平切換，表示通訊停止。
.
起始和停止信號一般由主機產(chǎn)生。

2-4-3、數(shù)據(jù)有效性

IIC數(shù)據(jù)有效性規(guī)定了SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有SCL信號為低電平期間，SDA轉(zhuǎn)態(tài)才允許變化。

2-5、IIC通信過程

主機發(fā)送起始信號啟動總線

主機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)指明從機地址后續(xù)字節(jié)傳送的方向

被尋址的從機發(fā)送應(yīng)答信號回應(yīng)主機

發(fā)生器發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)

（循環(huán)步驟4-5）

n.通信完成后發(fā)送停止信號釋放總線

2-6、IIC總線尋址方式

IIC總線上發(fā)送數(shù)據(jù)是廣義的，既包括地址，又包括真正的數(shù)據(jù)

主機發(fā)送起始信號必須先發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的高7位為從機地址，最低位表示后續(xù)字節(jié)傳送方向，‘0’表示主機發(fā)送數(shù)據(jù)，‘1’表示主機接收數(shù)據(jù)

總線上所有的從機接收的該字節(jié)數(shù)據(jù)后都將這7位地址與自己地址進行比較，如果相同，則認為自己被主機尋址，然后根據(jù)第八位將自己定義為發(fā)生器還是接收器。

2-7、總結(jié)

通訊方式串行同步全雙工

通訊速率	標準模式100Kbit/s，快速模式400Kbit/s，高速模式3.4Mbit/s
總線最大掛載設(shè)備	127

三、AT24C02芯片介紹

AT24C02芯片手冊-百度百科

清翔51單片機開發(fā)板電路原理圖

由原理圖，查看芯片手冊可得知AT24C02芯片的硬件地址是0xa0

四、例程參考

# include <STC12C5A60S2.h> # include <intrins.h>#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define AT24C02_ADDR 0xa0 //AT24C02地址#define MAIN_Fosc 11059200L //宏定義主時鐘HZ //#define MAIN_Fosc 12000000L/*I2C IO口定義*/ sbit SDA = P2^0; sbit SCL = P2^1;//基于STC12單片機1us延時函數(shù) //函數(shù)說明：內(nèi)部調(diào)用 static void Delaym1us() {# if MAIN_Fosc == 11059200L//晶振11.0592MHz_nop_();#elif MAIN_Fosc == 12000000L//晶振12.000000MHZ_nop_();_nop_();#endif }//基于STC12單片機us延時函數(shù) //函數(shù)說明：外部調(diào)用 void Delay_us(uint time) {int i;for(i=0; i<time; i++){Delaym1us();} }/*5us延時*/ void delay_5us() {Delay_us(5); }/*1Ms延時*/ void delay(uint z) {uint x,y;for(x = z; x > 0; x--)for(y = 114; y > 0 ; y--); }/*I2C初始化*/ void I2C_init() {SDA = 1;_nop_();SCL = 1;_nop_(); }/*I2C起始信號*/ void I2C_Start() {SCL = 1;_nop_();SDA = 1;delay_5us();SDA = 0;delay_5us(); }/*I2C終止信號*/ void I2C_Stop() {SDA = 0;_nop_();SCL = 1;delay_5us();SDA = 1;delay_5us(); }/*主機發(fā)送應(yīng)答*/ void Master_ACK(bit i) {SCL = 0; // 拉低時鐘總線允許SDA數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化_nop_(); // 讓總線穩(wěn)定if (i) //如果i = 1 那么拉低數(shù)據(jù)總線 表示主機應(yīng)答{SDA = 0;}else {SDA = 1; //發(fā)送非應(yīng)答}_nop_();//讓總線穩(wěn)定SCL = 1;//拉高時鐘總線 讓從機從SDA線上讀走 主機的應(yīng)答信號delay_5us();SCL = 0;//拉低時鐘總線， 占用總線繼續(xù)通信_nop_();SDA = 1;//釋放SDA數(shù)據(jù)總線。_nop_(); }/*檢測從機應(yīng)答*/ bit Test_ACK() {SCL = 1;delay_5us();if (SDA){SCL = 0;_nop_();I2C_Stop();return(0);}else{SCL = 0;_nop_();return(1);} }/*發(fā)送一個字節(jié)*/ void I2C_send_byte(uchar byte) {uchar i;for(i = 0 ; i < 8 ; i++){SCL = 0;_nop_();if (byte & 0x80){ SDA = 1; _nop_(); } else{SDA = 0;_nop_();}SCL = 1;_nop_();byte <<= 1; // 0101 0100B }SCL = 0;_nop_();SDA = 1;_nop_(); }/*I2C 讀一字節(jié)*/ uchar I2C_read_byte() {uchar dat,i;SCL = 0;_nop_();SDA = 1;_nop_();for(i = 0 ; i < 8 ; i++){SCL = 1;_nop_();if (SDA) {dat |= 0x01; //}else{dat &= 0xfe; //1111 1110}_nop_();SCL = 0 ;_nop_();if(i < 7){dat = dat << 1; }}return(dat); }/*I2C發(fā)送數(shù)據(jù)*/ bit I2C_TransmitData(uchar ADDR, DAT) {I2C_Start();I2C_send_byte(AT24C02_ADDR+0);if (!Test_ACK()){return(0);}I2C_send_byte(ADDR); if (!Test_ACK()){return(0);}I2C_send_byte(DAT);if (!Test_ACK()){return(0);}I2C_Stop();return(1); }/*I2C接收數(shù)據(jù)*/ uchar I2C_ReceiveData(uchar ADDR) {uchar DAT;I2C_Start();I2C_send_byte(AT24C02_ADDR+0);if (!Test_ACK()){return(0);}I2C_send_byte(ADDR);Master_ACK(0);I2C_Start();I2C_send_byte(AT24C02_ADDR+1);if (!Test_ACK()){return(0);}DAT = I2C_read_byte();Master_ACK(0);I2C_Stop();return(DAT); }void main() {I2C_init();//I2C初始化if(!I2C_TransmitData(255,0xf0)); //往AT24C02第255個單元中寫入數(shù)據(jù)0XF0{P1 = 0;}delay(500);/**/P1 = I2C_ReceiveData(255);//從AT24C02第255個單元中讀取數(shù)據(jù)while(1); }

文章理論參考資料《STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STC12C5A60S2使用模拟IIC通信与AT24C02芯片编程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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