硬件知识3--IIC协议IIC协议

IIC协议

IIC通信只有两条线就可以实现，一条是时钟线SCL，另一条是数据线SDA。是一种半双工通信协议。

关于IIC协议主要记住以下几点：

1、数据线SDA只有在时钟线SCL为低电平的时候才能改变电平状态。起始信号、应答信号、结束信号除外。

2、在传输数据时，每个时钟线SCL的高电平时刻采集数据线SDA电平状态，每个时钟线SCL的低电平时刻数据线SDA电平状态发生改变。

3、每一次通信都需要接收器回复一个应答信号给发送器。

4、发送、接收双方都能控制时钟线和数据线。

这里注意一个问题，收发双方都能驱动数据线，那么在同一时刻，一方驱动数据线为高电平，另一方驱动数据线为低电平，这样电路就会烧掉。关于这个问题，在另一篇文章：硬件知识2–协议类（基于百问网硬件操作大全视频教程）_山、的博客-CSDN博客中有介绍，这里不再详细说明，只简单说一下。

在硬件电路上，采用三极管来驱动时钟线和数据线，如上图所示。这样，如果双方只要有一方驱动三极管，那个数据线就会被拉低，不用担心电路被烧毁。

下面主要介绍下IIC的时序。

分析一下上面的时序：

起始信号：SCL = 1，SDA产生一个下降沿。

结束信号：SCL = 1，SDA产生一个上升沿。

ACK应答信号：应答信号由从机发出，一个时钟内，SDA始终为低电平，则认为是应答信号，主机接收到了从机的应答，才会正常继续通信。

主机每次发送8个bit，然后等待从机的应答信号。在第一个发送的时候，发送的不是数据，而是7位的从机地址加一位的工作模式，R/W = 0：写数据；R/W = 1：读数据。从第二次开始，传输的八位数据就都是真正的数据了，当然每次发送一个字节都要等待从机的应答。

读操作的时序跟上面的差不多，只不过是从机发送数据，主机回应，流程是：主机产生开始信号–>主机发送7bit设备地址+1bitR/W–>从机回应–>从机发送8bit数据–>主机回应–> …从机发送8bit数据–>主机回应–>主机发送结束信号。

写操作流程

读操作流程：

上图中，灰色背景表示数据方向为"主→从"，白色背景表示"从→主"

根据上面信息可以总结下IIC总线的通信过程：

1、主机发送起始信号启用总线。

2、主机发送一个字节的数据指明从机地址和后续数据的传输方向（7bit的地址，1bit的方向命令）。

3、被寻址的从机发送应答信号回应主机。

4、发送器发送一个字节的数据。

5、接收器发送应答信号回应发送器、

6、…（循环第4、5步骤）

7、通信完成后，主机发送停止信号释放总线。

注意：上面的发送器和接收器既可以是主机又可以是从机，主要看谁发送数据，谁接收数据。

最后

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