一文了解IIC總線

在生活中，經(jīng)常會碰到設(shè)備掉電的情況，像手機(jī)，智能手環(huán)，電腦等等;但是存儲的東西不會丟失，比如電話號碼，短信消息，記事本，微信，QQ信息等等均會被保存下來;恢復(fù)出廠設(shè)置后，這些東西才會消失;這是因?yàn)檫@些設(shè)備中都有一個“掉電保存”的器件，比如硬盤，U盤等等，他們的特點(diǎn)就是沒電了之后，存在他們上面的信息不會丟失，就像人的大腦，有記憶功能。

在工業(yè)領(lǐng)域也非常常見這種器件，一般有EEPROM和FLASH。它倆共同點(diǎn)是可讀可寫，斷電保存;不同點(diǎn)是EEPROM寫之前不用擦除，而FLASH寫之前一定要擦除，否則寫不成功;EEPROM一般都使用IIC總線來通信，而FLASH一般是使用SPI總線。

EEPROM存儲器系統(tǒng)架構(gòu)圖

今天筆者就和大家聊一聊IIC總線。

位傳輸

IIC總線是由飛利浦（Philips）公司開發(fā)的一種雙向二線制同步串行總線，實(shí)現(xiàn)有效的IC間的控制，它只需要兩根線（SDA和SCL）即可在連接于總線上的器件之間傳送信息。

IIC總線在傳輸數(shù)據(jù)都是按照bit來傳送。SCL為時鐘線，SDA為數(shù)據(jù)線;在SCL時鐘線為高電平時，SDA數(shù)據(jù)線上的電平不允許被修改，SCL時鐘線為低電平時，SDA數(shù)據(jù)線上的電平可為高/低。

IIC總線的位傳輸

起始條件：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平切換;表示開始傳送數(shù)據(jù)。

停止條件：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變;表示結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。

空閑條件：IIC總線的SDA和SCL兩條信號線同時處于高電平時;表示空閑狀態(tài)。

？

？p？起始和停止條件

？數(shù)據(jù)傳輸

字節(jié)傳輸

發(fā)送數(shù)據(jù)時，由主機(jī)先發(fā)送一個起始信號，再將SDA信號切換為輸出模式，然后將8位數(shù)據(jù)依次由高到低發(fā)送出去;發(fā)送完成后，主機(jī)將SDA信號切換為輸入模式，等待叢機(jī)回應(yīng)ACK或NAK;再發(fā)下一筆數(shù)據(jù)

IIC總線數(shù)據(jù)傳輸

叢機(jī)地址

在IIC總線系統(tǒng)中，每個設(shè)備都有它的固定地址，一般由芯片的A0，A1和A2決定。叢機(jī)地址字節(jié)由七位地址位（D7-D1位）和一位方向位（為D0位）組成。

器件地址的D7-D4一般都是被廠家固定了為1111，余下的D3，D2和D1連接到芯片的A2，A1和A0決定;D0為0x00表示寫，D0為0x01表示讀。大家看例程都是些0xA0和0xA1就是這個原因。

EEPROM的器件地址

讀寫過程

寫數(shù)據(jù)過程：

1．主機(jī)發(fā)送IIC總線停止信號，防止總線忙寫數(shù)據(jù)失敗

2．主機(jī)發(fā)送IIC總線復(fù)位信號，確保寫數(shù)據(jù)之前總線處于空閑狀態(tài)

3．主機(jī)發(fā)送IIC總線開始信號，啟動一次數(shù)據(jù)的寫入

4．主機(jī)發(fā)送IIC叢機(jī)地址和寫模式（W/R=0）信號，并且等待一個叢機(jī)的應(yīng)答信號

5．主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號后，開始多個字節(jié)的寫入，每寫完一個字節(jié)需要等待一個叢機(jī)的應(yīng)答信號

6．主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號后，發(fā)送IIC總線停止信號，確保總線處于空閑狀態(tài)

讀數(shù)據(jù)過程：

1．主機(jī)發(fā)送IIC總線停止信號，防止總線忙寫數(shù)據(jù)失敗

2．主機(jī)發(fā)送IIC總線復(fù)位信號，確保讀數(shù)據(jù)之前總線處于空閑狀態(tài)

3．主機(jī)發(fā)送IIC總線開始信號，啟動一次數(shù)據(jù)讀取

4．主機(jī)發(fā)送IIC叢機(jī)地址和讀模式（W/R=1）信號，并且等待一個叢機(jī)的應(yīng)答信號

5．主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號后，開始多個字節(jié)的讀取，每讀完一個字節(jié)需要給叢機(jī)發(fā)送一個ACK應(yīng)答信號

6．主機(jī)接收到ACK的應(yīng)答信號后，發(fā)送IIC總線停止信號，確?？偩€處于空閑狀態(tài)

主機(jī)讀/寫數(shù)據(jù)過程

結(jié)語

IIC總線在嵌入式應(yīng)用中非常廣泛，基本上所有的電力電子設(shè)備都會用到這個總線;筆者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，記錄下了我對它的理解，如果有寫的不對，希望大家能多多指出，今天的I2C總線就先寫到這里，希望大家喜歡。