再話單片機通信

前面的文章中已經介紹了單片機的并口通信和UART串口通信，在實際開發過程中我們還可能用到很多其他通信協議，IIC協議就是其中常見的一種，它的用途很廣，很多資料都講得比較專業化，這篇文章我們一起通過簡單的文字來熟悉它，以后應用時再講專業點。

何為IIC

IIC總線全稱是Inter Integrated Circuit總線，也寫做I^2C總線，它是由飛利浦公司推出的一種同步通信協議，這種協議只用兩根通信引腳，一根信號線SDA，另一根時鐘線SCL，即它使用兩根信號線就可實現全雙工的同步數據傳輸。總之，它具有接口線少、占用資源小、控制簡單、通信速率較高等優點。至于為什么，現在我們先不用管，等后面介紹完其他通信協議后再做對比了解。

所有與IIC兼容的器件都具有標準的接口，可以把多個IIC總線器件同時接到IIC總線上。 當然，因為IIC協議比較簡單，所以我們使用時通常也會直接通過軟件模擬協議來實現，特別是對于沒有IIC接口的單片機，比如普通51，52單片機。 在總線上通過地址來識別通信對象，使它們可以之間可以通過IIC總線直接通信，總線上的各設備具有唯一的識別地址，正是因為具備通信識別功能，并且簡單容易實現，使得它在電子領域有非常廣的應用，比如各種低速存儲IC，各類傳感器等等。

通信線路

因為所有IIC通信引腳內部電路使用的是開漏結構，所以在實際應用中需要對其引腳添加上拉電阻，以保證正常通信

內部電路結構

通信協議總覽

IIC總線協議上的設備分主設備和從設備，猶如常說的主機和從機，顧名思義，主設備是發送命令或數據的器件，從設備為接收命令或向主設備傳送數據的器件。并且主設備控制時鐘信號，從設備根據主設備的時鐘信號和地址信息進行響應。

主從設備之間還需要遵循一定的規則：

1. IIC總線空閑狀態下，SCL和SDA均為高電平，只有在總線空閑時才允許啟動數據傳送。
2. 起始信號：鐘線SCL為高電平時，數據線SDA從高電平到低電平的跳變被定義為起始信號。
3. 停止信號：時鐘線SCL為高電平時，數據線SDA從低電平到高電平的跳變被定義為停止信號。
4. 除以上被定義的起始信號和停止信號外，數據傳送過程，時鐘線為高電平時，數據線必須保持穩定狀態，即時鐘線為高電平時，數據線的任何電平變化都將被看作總線的起始或停止信號。

協議總覽

通信一般步驟

發送命令：

1. 發送起始（START）信號；
2. 發送設備地址；
3. 等待從設備響應(ACK)；
4. 發送數據，一般情況每發送一個字節數據后會等待接收來自從設備的響應(ACK)信號；
5. 數據發送完畢，發送停止(STOP)信號，終止傳輸。

讀取命令：

1. 發送起始（START）信號；
2. 發送設備地址；
3. 等待從設備響應(ACK)；
4. 接收來自從設備的數據，一般情況下每接收一個字節數據后會向從設備發送一個響應(ACK)信號；
5. 接收到最后一個數據，發送一個無效響應(NACK)，然后發送停止(STOP)信號，終止傳輸。

通信程序舉例

1. 總線初始化

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

2. 起始信號

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

3. 應答信號

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

4. 停止信號

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

5. 寫數據

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. 讀數據

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;                   
}