单片机学习笔记.IIC通信协议（根据数据手册写IIC驱动程序，这里以普中开发板上的AT24C02为例）

硬件原理图：

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AT24C02数据图：

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I2C电路规范：

• 所有I2C设备的时钟线SCL和数据线SDA连在一起
• 设备的SCL和SDA都要配置为开漏输出模式
• SCL和SDA各需要添加一个 上拉电阻，阻值一般为4.7k
• 开漏输出模式和上拉电阻共同作用实现了线与的功能，解决了多机通信的问题

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首先根据原理图定义对应引脚：

sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;

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I2C时序图：

I2C起始信号：

/**
  * @brief  I2C起始
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_Start(void)
{
	I2C_SDA=1;//这里SDA置1是因为可能数据不是刚开始才发送,可能是从停止位开始，SDA可能为0，
	I2C_SCL=1;//因为SCL每次最后都是低电平，这个时候SDA可以改变，起始条件是开始都为1
	
	I2C_SDA=0;
	I2C_SCL=0;
}

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I2C停止信号：

/**
  * @brief  I2C停止  
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_Stop(void)
{
	I2C_SDA=0;//保证SDA拉高前是0
	I2C_SCL=1;
	I2C_SDA=1;
}

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I2C发送一个字节：

写入一个字节时序分析：

/**
  * @brief  I2C发送一个字节
  * @param  Byte
  * @retval 无
  */
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)//由时序图可知在调用该函数是SCL为低电平,                                  
{                                    //此时直接改变SDA的电平
  unsigned char  i;	
	for( i=0;i<8;i++)
	{
		I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);               ////I2C协议先存的是最高位然后依次存
		I2C_SCL=1;  //由数据手册可知时间可以不加延时
		I2C_SCL=0;
	}
}

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I2C接收一个字节：

• 在SCL低电平期间从机将数据位依次放到SDA线上还是高位在前，然后拉高SCL，读取数据位，在该期间SDA不能变化

• 在主机接收时，主机需要释放SDA

/**
  * @brief   I2C接收一个字节
  * @param   无
  * @retval  Byte
  */
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{
	unsigned char Byte=0x00;
	unsigned char  i;	
	I2C_SDA=1;//释放总线
	for( i=0;i<8;i++)
	{
	I2C_SCL=1;//I2C协议规定在SCL=1时读取
	if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}//如果读取到SDA=1，就把Byte的最高位置1
	I2C_SCL=0;//读完后拉低
  }
	return Byte;
}

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I2C发送应答：

• 发送应答：在接收完一个字节之后，主机在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答

/**
  * @brief  I2C发送应答
  * @param  AckBit 应答位为0应答，为1无应答
  * @retval 无
  */
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{
	I2C_SDA=AckBit;
	I2C_SCL=1;
	I2C_SCL=0;
}

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I2C接收应答：

• 接收应答：在发送完一个字节之后，主机在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA)

/**
  * @brief  I2C接收应答
  * @param  无
  * @retval AckBit 应答位为0应答，为1无应答
  */
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{
	unsigned char AckBit;
	I2C_SDA=1;//主机接收前,先释放SDA
	I2C_SCL=1;//读取
	AckBit=I2C_SDA;
	I2C_SCL=0;
	return AckBit;//为0应答，为1无应答
}

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AT24C02的设备地址：

固定地址是1010，原理图A2A1A0是000,最低位为0时是Write,最低位为1时是Read.

#define AT24C02_ADDRESS 0XA0 //定义AT24C02的写入时的地址

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AT24C02写入一个字节：

分析：

/**
  * @brief  AT24C02写入一个字节
  * @param  WordAddress，要写入字节的地址
  * @param  Data要写入的数据
  * @retval 无
  */
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
/*
	//unsigned char Ack;用来测试是否应答
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);//1010固定,000原理图，0为w，1为r,写为0XA0，读为0XA1
	//Ack=I2C_ReceiveACK();用来测试是否应答
	//if(Ack==0){P2=0x00;}用来测试是否应答
	*/
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);//1010固定,000原理图，0为w，1为r,写为0XA0，读为0XA1
	I2C_ReceiveACK();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveACK();
	I2C_SendByte(Data);
	I2C_ReceiveACK();
	I2C_Stop();
}

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AT24C02读取一个字节：

分析：

/**
  * @brief  AT24C02读出一个字节
  * @param  WordAddress，要读出字节的地址
  * @retval Data要读取对应地址存入的数据
  */
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
	unsigned char Data;
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);//1010固定,000原理图，0为w，1为r,写为0XA0，读为0XA1
	I2C_ReceiveACK();
	I2C_SendByte(WordAddress);
	I2C_ReceiveACK();
	I2C_Start();
	I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
	I2C_ReceiveACK();
	Data=I2C_ReceiveByte();
	I2C_SendAck(1);
	I2C_Stop();
	return Data;
}

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主函数测试：

写入完后未加延时立即读取数据：读出的数据有问题

unsigned char Data;
int main()
{
	LCD_Init();
	AT24C02_WriteByte(1,66);
    Data=AT24C02_ReadByte(1);
    LCD_ShowNum(1,1,Data,3);
	while(1)	
	{
		
	}
}

查看数据手册可知：

写入完后加延时5ms读取数据： 数据正常

unsigned char Data;
int main()
{
	LCD_Init();
	AT24C02_WriteByte(1,66);
	Delayms(5);
  Data=AT24C02_ReadByte(1);
  LCD_ShowNum(1,1,Data,3);
	while(1)	
	{
		
	}
}

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