再话单片机通信
前面的文章中已经介绍了单片机的并口通信和UART串口通信,在实际开发过程中我们还可能用到很多其他通信协议,IIC协议就是其中常见的一种,它的用途很广,很多资料都讲得比较专业化,这篇文章我们一起通过简单的文字来熟悉它,以后应用时再讲专业点。
何为IIC
IIC总线全称是Inter Integrated Circuit总线,也写做I^2C总线,它是由飞利浦公司推出的一种同步通信协议,这种协议只用两根通信引脚,一根信号线SDA,另一根时钟线SCL,即它使用两根信号线就可实现全双工的同步数据传输。 总之,它具有接口线少、占用资源小、控制简单、通信速率较高等优点。 至于为什么,现在我们先不用管,等后面介绍完其他通信协议后再做对比了解。
所有与IIC兼容的器件都具有标准的接口,可以把多个IIC总线器件同时接到IIC总线上。 *当然,因为IIC协议比较简单,所以我们使用时通常也会直接通过软件interwetten与威廉的赔率体系 协议来实现,特别是对于没有IIC接口的单片机,比如普通51,52单片机。 * 在总线上通过地址来识别通信对象,使它们可以之间可以通过IIC总线直接通信,总线上的各设备具有唯一的识别地址,正是因为具备通信识别功能,并且简单容易实现,使得它在电子领域有非常广的应用,比如各种低速存储IC,各类传感器等等。
通信线路
因为所有IIC通信引脚内部电路使用的是开漏结构,所以在实际应用中需要对其引脚添加上拉电阻,以保证正常通信。
内部电路结构
通信协议总览
IIC总线协议上的设备分主设备和从设备,犹如常说的主机和从机,顾名思义,主设备是发送命令或数据的器件,从设备为接收命令或向主设备传送数据的器件。 并且主设备控制时钟信号,从设备根据主设备的时钟信号和地址信息进行响应。
主从设备之间还需要遵循一定的规则:
- IIC总线空闲状态下,SCL和SDA均为高电平,只有在总线空闲时才允许启动数据传送。
- 起始信号:钟线SCL为高电平时,数据线SDA从高电平到低电平的跳变被定义为起始信号。
- 停止信号:时钟线SCL为高电平时,数据线SDA从低电平到高电平的跳变被定义为停止信号。
- 除以上被定义的起始信号和停止信号外,数据传送过程,时钟线为高电平时,数据线必须保持稳定状态,即时钟线为高电平时,数据线的任何电平变化都将被看作总线的起始或停止信号。
协议总览
通信一般步骤
发送命令:
- 发送起始(START)信号;
- 发送设备地址;
- 等待从设备响应(ACK);
- 发送数据,一般情况每发送一个字节数据后会等待接收来自从设备的响应(ACK)信号;
- 数据发送完毕,发送停止(STOP)信号,终止传输。
读取命令:
- 发送起始(START)信号;
- 发送设备地址;
- 等待从设备响应(ACK);
- 接收来自从设备的数据,一般情况下每接收一个字节数据后会向从设备发送一个响应(ACK)信号;
- 接收到最后一个数据,发送一个无效响应(NACK),然后发送停止(STOP)信号,终止传输。
通信程序举例
- 总线初始化
void init()
{
SCL= 1;
delay ();
SDA= 1;
delay ();
}
- 起始信号
void start()
{
SDA= 1;
delay ();
SCL= 1;
delay ();
SDA= 0;
delay ();
}
- 应答信号
void respons()
{
uchar i= 0;
SCL= 1;
delay();
while ((SDA== 1)&&(i< 255))
{
i++ ;
}
SCL= 0;
delay();
}
- 停止信号
void stop()
{
SDA= 0;
delay();
SCL= 1;
delay();
SDA= 1;
delay();
}
- 写数据
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();
}
- 读数据
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;
}
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