IIC总线的主要特点/通信过程/读写过程

学习单片机肯定少不了一些总线的学习，今天我们来一起谈谈IIC总线，它是我们非常常用的一种总线，这种总线类型是由飞利浦半导体公司在八十年代初设计出来的。

IIC主要是用来连接整体电路（ICS），IIC是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线接口。IIC的主要构成只有两个双向的信号线，一个是数据线SDA，一个是时钟线SCL。

• 具有多机功能，该模块既可以做主设备也可以做为从设备。

• IIC主设备功能，主要产生时钟信号（起始信号和停止信号）。

• IIC从设备功能，可编程的IIC地址检测，停止位检测。

• 支持不同速率的通讯速度，标准速度（最高速度100kHZ），快速（最高400kHZ）。

主模式时，IIC的接口启动数据传输并且产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始并以停止条件结束。起始条件和停止条件都是在主模式下由软件产生控制的。

从模式时，IIC接口能识别它自己的地址（7位或者10位）和在数据总线广播的地址（好比每个人都有不同的身份ID，叫到哪个哪个就发生应答），同时软件能够控制开启或者禁止广播呼叫地址的识别。

数据和地址按照8位每个字节来传输，高位在前。跟在起始条件后的1或者2个字节是地址（7位模式为1个字节，10位模式为2个字节）。地址只能主模式发送。在一个字节传输的8个时钟后的第九个时钟期间，从模式接收后必须回一个ACK给发送器，这样才进行数据传输。

提醒：在IIC空闲时，SDA、SCL都是保持高电平。

起始信号：在时钟SCL保持高电平，然后SDA数据线是从高电平变为低电平表示起始信号。

停止信号：在时钟SCL保持高电平，然后SDA数据线是从低电平变为高电平表示停止信号。

应答信号：主机发送完一个8位数据后，会等待从机的回答；一个ACK信号，SDA将会拉低。

每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。

在IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化，否则造成数据发送失败。

IIC的读写过程，这里都以主的角度来说。

以AT24C02与2440连接IIC通信，AT24C02为从，2440为主。

AT24C系列EEPROM芯片的固定部分为1010，A2，A1，A0引脚接高低电平后得到确定的3位编码，形成7位编码即为该器件的地址码。

最后一位R/W表示是要读还是要写，0为写入，1为读出。

▶ IIC读

单片机先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”（“伪写”），发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为回应。

然后，再发一个字节的要读出器件的存储区的首地址，收到应答后，单片机要重复一次起始信号并发出器件地址和读方向位（“1”），收到器件应答后就可以读出数据字节，每读出一个字节，单片机都要回复应答信号。当最后一个字节数据读完后，单片机应返回以“非应答”（高电平），并发出终止信号以结束读出操作。

▶ 随机读

▶ IIC写入

单片机进行写操作时，首先发送该器件的7位地址码和写方向位”0”（共8位，即一个字节），发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为响应，单片机收到应答后就可以传送数据了。传送数据时，单片机首先发送一个字节的被写入存储器的首地址，收到存储器器件的应答后，单片机就逐个发送数据字节，但每发送一个字节后都要等待应答。AT24C系列片内地址在接收到每一个数据字节地址后自动加1，在芯片的“一次装载字节数”限度内，只需输入首地址。装载字节数超过芯片的“一次装载字节数”时，数据地址将“上卷”，前面的数据将被覆盖。

▶ 字节写入

▶ 页写入

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