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wzjs 2025/9/9 15:20:24

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基础概念

IC（Inter-Integrated Circuit）又称I2C，是是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线。

IIC的总线的使用场景，所有挂载在IIC总线上的设备都有两根信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。这两个信号线都是双向的。 作为一种通信方式，IIC总线在某一时刻，总线只允许有一个设备处于发送状态，所发生的数据被总线上所有的设备所接收。IIC通信协议包含有设备地址，只有发送方携带的地址与某个接收方的地址相同时，接收方才真正执行相关的指令。

IIC总线规定，设备在空闲时，两根总线都处于高电平状态。为保证这种状态，数据线SDA和时钟线SCL都要外接上拉电阻。

I2C通信的流程

IIC总线上连接的若干设备中，每次通信前，发送方首先发送一个“起始”信号，其实信号就是在SCL为高电平时， SDA发送一个低电平。当其它设备接收到这个其实信号后，将进行一次“总线仲裁”。意思就是设备(除发送其实信号的那个设备以外的)都将处于聆听状态。

2.IC总线进行数据传送时，时钟线(SCL)上的信号为高电平期间，数据线(SDA)上的数据必须保持稳定。只有在时钟线 (SCL)上的信号为低电平期间，数据线(SCL)上的高电平或低电平状态才允许变化。同时，SCL信号由数据启动发送的设备提供。输出到数据线(SDA)上的每个字节必须是8位。数据传送时，先传送最高位(MSB)，后传送最低位(LSB)。

3.发送器每发送一个字节（8个bit），就在时钟脉冲 9 期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。主机 SCL拉高，读取从机SDA的电平。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数据线SDA拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。

数据线(SDA)为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节。

数据线(SDA)为高电平时，规定为非应答位（NACK），表示接收器没有成功接收该字节。

当发送方发送完最后一个bit后，需要发送一个结束标志来终止整个通信过程。当时钟线SCL 为高电平时，数据线SDA 由低电平向高电平跳变。

完整的IIC通信时序图。

IIC控制寄存器

IICCON：IIC控制寄存器中的每个域都需要设置

Bit7：处于发送数据时，如果设置为允许，那么当接收设备回应ACK后，会产生IIC中断。当处于接收数据时，允许这一位会发送ACK，否则发送NACK。

Bit6：IIC产生波特率的第一次分频

Bit5：由于我们要使用中断方式，所以这一位允许

Bit4：这一位看起来似乎是一个查询用的挂起标志，但是这一位是允许写0的。而且无论我们要发送什么数据，都必须清除这一位才能真正将数据发送出去。

Bit0~3：IIC产生波特率的第二次分频

代码示例

IIC初始化函数

第16~17行：配置GPE14和GPE15为IIC方式

第19行：允许ACK，中断使能，IIC时钟分频为512=50M/512=97656.25

第20行：发送时钟分频因子 0+1=10 因此，波特率为97656.25约等于97.6K

第22~23行：允许IIC中断，注册中断服务函数

IIC中断服务函数，由于IIC控制器会在收到和发送完ACK之后产生中断，我们将来在数据发送后等待这个标记即可。

由于无论发送还是接收数据，手册里要求我们必须清除IICCON的第四位之后才能继续，也就是说我们把数据放入IICDS之后，数据并没有发送出去，而是需要我们把这一位清零后数据才开始发送。从发送第一个比特到接收到ACK之间肯定需要时间，当收到ACK之后就会产生中断。需要注意的是at24c02在收到数据之后需要一点时间把数据写入到EEPROM中，所以可以在循环中等待一段时间。这个时间大约为100us。