IIC协议及驱动

1.IIC协议概述

• 由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可收发数据
• 高速IIC总线一般可达400kb/s以上
• SDA：用来一位一位传送数据。
• SCL：在通信过程中起控制作用。
• 半双工通信

2.通信过程

• 开始信号与停止信号

1. 开始信号：SCL为高，SDA高到低的跳变。
2. 结束信号：SCL为高，SDA低到高的跳变。
   

********产生I2C起始信号********
********1.设置SDA输出**********
********2.拉高SDA，SCL（空闲状态）
********3.拉低SDA**************
void I2C_Start(void)
{
	SDA_OUT();
	I2C_SDA=1;
	I2C_SCL=1;
	delay_us(4);
	I2C_SDA=0;
	delay_us(4);
	I2C_SCL=0;
}

********产生I2C停止信号**********
********1.设置SDA输出************
********2.先拉低SDA，再拉低SCL
********3.拉高SCL，再拉高SDA**
void I2C_Stop(void)
{
	SDA_OUT();
	I2C_SCL=0;
	I2C_SDA=0;
	delay_us(4);
	I2C_SCL=1;
	I2C_SDA=1;
	delay_us(4);
}

• 应答信号

1. 发送器发送一个字节，就在时钟9期间释放数据，由 接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位，表示接收器已经成功接收了该字节，应答信号为高电平时，规定为非应答位，一般表示接收器接收该字节没有成功。
2. 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SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间位稳定的低电平。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SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P
3. 每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，从机应答主机所需要的时钟仍是主机提供的，应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期，低电平0表示应答，1表示非应答
   

*********产生ACK应答********
*********SCL在SDA低电平期间完成低到高电平的转换
void I2C_Ack(void)
{
	I2C_SCL=0;
	SDA_OUT();
	I2C_SDA=0;
	delay_us(2);
	I2C_SCL=1;
	delay_us(2);
	I2C_SCL=0；
}
********产生NACK**********
********SCL在SDA一直为高电平期间完成低到高电平转换
void I2C_NAck(void)
{
	I2C_SCL=0;
	SDA_OUT();
	I2C_SDA=1;
	delay_us(2);
	I2C_SCL=1;
	delay_us(2);
	I2C_SCL=0；
}

• 发送数据

1. 在I2C总线上传送的每位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，SDA逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。
2. (在发送、接收数据的时候)当SCL为高电平时，SDA线不允许变化；当SCL线为低电平时，SDA线可以任意0、1变化。
3. (在任意时候)只有当SCL为高电平时，IIC电路才对SDA线上的电平（0或者1）进行记录，当SCL线为低电平时，无论SDA是高还是低，IIC电路都不对SDA进行采样

//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答            

//IIC_SCL=0;
//在SCL上升沿时准备好数据，进行传送数据时，拉高拉低SDA，因为传输一个字节，一个SCL脉冲里传输一个位。
//数据传输过程中，数据传输保持稳定（在SCL高电平期间，SDA一直保持稳定，没有跳变）
//只有当SCL被拉低后，SDA才能被改变
//总结：在SCL为高电平期间，发送数据，发送8次数据，数据为1,SDA被拉高，数据为0，SDA被拉低。
//传输期间保持传输稳定，所以数据线仅可以在时钟SCL为低电平时改变。
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
    SDA_OUT();         
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
        //IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
        //获取数据的最高位，然后左移7位
        //如果某位为1，则SDA为1，否则相反
        if((txd&0x80)>>7)
            IIC_SDA=1;
        else
            IIC_SDA=0;
        txd<<=1;       
        delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
        IIC_SCL=1;
        delay_us(2); 
        IIC_SCL=0;    
        delay_us(2);
    }     
}

//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
//1.设置SDA为输入
//2.拉高SDA
//3.拉高SCL
//4.等待接收器返回应答信号，如果数据线SDA一直为高，就一直等待，并返回1(无效应答)，如果数据线SDA为低，返回0（有效应答）
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
    u8 ucErrTime=0;
    SDA_IN();      //SDA设置为输入  
    IIC_SDA=1;delay_us(1);       
    IIC_SCL=1;delay_us(1);     
    while(READ_SDA)
    {
        ucErrTime++;
        if(ucErrTime>250)
        {
            IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    IIC_SCL=0;//时钟输出0        
    return 0;  
}

• 接收数据

//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   

//先拉低SCL，延时后拉高
//读取数据
//是否发送应答
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        IIC_SCL=0; 
        delay_us(2);
        IIC_SCL=1;
        receive<<=1;
        if(READ_SDA)receive++;   
        delay_us(1); 
    }                     
    if (!ack)
        IIC_NAck();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}