12 .IIC协议（51单片机和C语言模拟I2C协议）

一：什么是i2c

1.1 协议概述

IIC全称Inter-Integrated Circuit (集成电路总线)
是由PHILIPS公司在80年代开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。IIC属于半双工同步通信方式.

1.2 特点

简单性和有效性。

由于接口直接在组件之上，因此IIC总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大 传输速率支持40个组件

多主控(multimastering)

其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。

1.3 构成

IIC串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL，其时钟信号是由主控器件产生。所有接到IIC总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。对于并联在一条总线上的每个IC都有唯一的地址。

二 如何实现I2C

I2C包括起始信号，终止信号，和应答信号 。其中起始信号是不可缺的。

2.1 起始信号

通过起始信号时序图，我们可以看出。在虚线框之内，SCL始终为高电平。
而SDA是高到低一个电平的跳转。SDA高电平时间持续大于4.7us,低电平持续时间大于4us。

1. void IIC_start ()
2. {
3. scl = 1;//首先将scl拉高
4. sda = 1；//拉高sda
5. Delay5us();//SDA高电平时间持续大于4.7us
6. sda = 0;//低电平持续时间大于4us。
7. Delay5us();
8. }

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2.2 终止信号

通过终止信号时序图，我们可以看出。在虚线框之内，SCL始终为高电平。
而SDA是低到高一个电平的跳转。SDA高电平时间持续大于4.7us,低电平持续时间大于4us。

1. void IIC_stop ()
2. {
3. scl = 1;//首先将scl拉高
4. sda = 0；//拉低sda
5. Delay5us();//SDA高电平时间持续大于4.7us
6. sda = 1;//低电平持续时间大于4us。
7. Delay5us();
8. }

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2.3 应答信号 （ack）

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。
应答信号为低电平时，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；
应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。

1. char IIC_ack()
2. {
3. char flag;//建立一个标志位，来获取sda
4. sda = 1;释放数据线
5. Delay5us();
6. scl = 1;
7. Delay5us();
8. flag = sda;
9. Delay5us();
10. scl = 0;
11. Delay5us();
12. }

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2.4 发送字节

根据时序图可以看出，当scl为高电平时发送数据。sda发送的数据可以为0或1.但sda数据线高低电平变化不能发生在SCL高电平期间，否则设备将会认为终止信号或起始信号。

1. void IIC_send_byte (char sendata)
2. {
3. int i;//没执行发送一位，发送八次为一个字节
4. for(i=0;i<8;i++){
5. scl = 0;
6. _nop_();//调用一个空函数 时间为5微秒
7. sda = sendata & 0x80;//获取最高位 1000 0000
8. _nop_();
9. scl = 1;
10. _nop_();
11. scl = 0;
12. _nop_();
13. sendata = sendata << 1;左移一位
14. }
15. }

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三 总结

经过三个函数的封装，就可以使用I2C协议。配合设备时序图，就可以完成IIC通信。下一节将IIC和oled配合使用.
oled部分：oled详细教程