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IIC总线是常用的串行总线，它只需要简单的两根线就可以实现数据的高速传输，同时还可以实现多机通信功能。
在单片机中用的比较多的就是通过IIC总线操作EEPROM芯片。比较常用的EEPROM芯片就是24Cxx系列的芯片，主要用来存储系统运行过程中的关键数据。
要操作这个芯片的话，必须按照一定的时序去读写。这个时序通常被称为通信协议。24Cxx系列芯片通信协议如下。
I2 C 总线协议
I 2 C 总线协议定义如下：
- 只有在总线空闲时才允许启动数据传送
- 在数据传送过程中 当时钟线为高电平时 数据线必须保持稳定状态 不允许有跳变 时钟线为高电平时 数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。
起始信号
时钟线保持高电平期间 数据线电平从高到低的跳变作为 I 2 C 总线的起始信号
停止信号
时钟线保持高电平期间 数据线电平从低到高的跳变作为 I 2 C 总线的停止信号
这里就使用最简单的几个通信时序起始、停止、读、写和应答时序。
为了IIC协议的通用性，将这几个协议封装为一个c文件，这样以后每个使用IIC协议的器件都能调用这个文件。
//IIC产生起始信号
void IIC_Start(void)
{
//START:when CLK is high,DATA change form high to low
SDA_OUT();
IIC_SDA = 1;
IIC_SCL = 1;
delay_us(4);
IIC_SDA = 0;
delay_us(4);
IIC_SCL = 0;
}
//产生停止信号
void IIC_Stop(void)
{
//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
SDA_OUT();
IIC_SCL = 0;
IIC_SDA = 0;
delay_us(4);
IIC_SCL = 1;
IIC_SDA = 1;
delay_us(4);
}
//等待应答信号
//返回值: 1 应答失败
// 0 应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 errTime = 0;
SDA_IN();
IIC_SDA = 1;
delay_us(1);
IIC_SCL = 1;
delay_us(1);
while(READ_SDA)
{
errTime++;
if(errTime > 250)
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
IIC_SCL = 0;
return 0;
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL = 0;
SDA_OUT();
IIC_SDA = 0;
delay_us(2);
IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
IIC_SCL = 0;
}
//不产生应答
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL = 0;
SDA_OUT();
IIC_SDA = 1;
delay_us(2);
IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
IIC_SCL = 0;
}
//IIC发送一个字节
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
SDA_OUT();
IIC_SCL = 0;
for(t = 0; t < 8; t++)
{
if((txd & 0x80) >> 7)
IIC_SDA = 1;
else
IIC_SDA = 0;
txd <<= 1;
delay_us(2);
IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送NACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i, receive = 0;
SDA_IN();
for(i = 0; i < 8; i++)
{
IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
IIC_SCL = 1;
receive <<= 1;
if(READ_SDA)
receive++;
delay_us(1);
}
if(!ack)
IIC_NAck();
else
IIC_Ack();
return receive;
}
这里将最常用的几个信号封装为函数，当操作24Cxx芯片的时候，直接调用这几个函数。
#include "24Cxx.h"
#include "delay.h"
void AT24Cxx_Init(void)
{
IIC_Init();
}
//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址
//返回值 :读到的数据
u8 AT24Cxx_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{
u8 temp = 0;
IIC_Start();
if(EE_TYPE > AT24C16)
{
IIC_Send_Byte(0xA0); //发送写命令
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(ReadAddr >> 8); //发送高地址
IIC_Wait_Ack();
}
else
IIC_Send_Byte(0xA0 + ((ReadAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(ReadAddr % 256); //发送低地址
IIC_Wait_Ack();
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(0xA1); //进入接收模式
IIC_Wait_Ack();
temp = IIC_Read_Byte(0);
IIC_Stop(); //产生一个停止条件
return temp;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr :写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24Cxx_WriteOneByte(u16 WriteAddr, u8 DataToWrite)
{
IIC_Start();
if(EE_TYPE > AT24C16)
{
IIC_Send_Byte(0xA0); //发送写命令
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(WriteAddr >> 8); //发送高地址
}
else
IIC_Send_Byte(0xA0 + ((WriteAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(WriteAddr % 256);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(DataToWrite);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
delay_ms(10);
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
//WriteAddr :开始写入的地址
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len :要写入数据的长度2,4
void AT24Cxx_WriteLenByte(u16 WriteAddr, u32 DataToWrite, u8 Len)
{
u8 t;
for(t = 0; t < Len; t++)
{
AT24Cxx_WriteOneByte(WriteAddr + t, (DataToWrite >> (8 * t)) & 0xff);
}
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
//ReadAddr :开始读出的地址
//返回值 :数据
//Len :要读出数据的长度2,4
u32 AT24Cxx_ReadLenByte(u16 ReadAddr, u8 Len)
{
u8 t;
u32 temp = 0;
for(t = 0; t < Len; t++)
{
temp <<= 8;
temp += AT24Cxx_ReadOneByte(ReadAddr + Len - t - 1);
}
return temp;
}
//检查AT24CXX是否正常
//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
//如果用其他24C系列,这个地址要修改
//返回1:检测失败
//返回0:检测成功
u8 AT24Cxx_Check(void)
{
u8 temp;
temp = AT24Cxx_ReadOneByte(255);
if(temp == 0x55)
return 0;
else
{
AT24Cxx_WriteOneByte(1023, 0x55);
temp = AT24Cxx_ReadOneByte(255);
if(temp == 0x55)
return 0;
}
return 1;
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24Cxx_Read(u16 ReadAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToRead)
{
while(NumToRead)
{
*pBuffer++ = AT24Cxx_ReadOneByte(ReadAddr++);
NumToRead--;
}
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24Cxx_Write(u16 WriteAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToWrite)
{
while(NumToWrite--)
{
AT24Cxx_WriteOneByte(WriteAddr, *pBuffer);
WriteAddr++;
pBuffer++;
}
}
这里就是对具体的芯片操作函数，在主函数中通过这几个函数就可读写EEPROM存储芯片的内容了。
int main(void)
{
u8 key;
u16 i = 0, j = 0;
u8 datatemp[SIZE];
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
uart_init(115200);
LED_Init();
KEY_Init();
AT24Cxx_Init();
printf("IIC test!!!\r\n");
while(AT24Cxx_Check())
{
printf("The chip is not detected, please check whether the hardware connection is normal!!!\r\n");
delay_ms(300);
LED1 = !LED1;
}
while(1)
{
key = KEY_Sacn(0);
if(key == WKUP_PRES)
{
printf("\r\nStart Write 24C02....\r\n");
AT24Cxx_Write(0, (u8 *)TEXT_Buffer, SIZE);
printf("24C02 Write Finished!\r\n");
}
else if(key == KEY1_PRES)
{
printf("\r\nStart Read 24C02....\r\n");
AT24Cxx_Read(0, datatemp, SIZE);
printf("The Data Readed Is: ");
for(j = 0; j < SIZE; j++)
{
printf("%c", datatemp[j]);
}
}
i++;
if(i == 20)
{
i = 0;
LED0 = !LED0;
}
delay_ms(5);
}
}
这里通过按键来测试存储芯片，一个按键按下后向芯片内写入数据，另一个按键按下后从芯片中读取刚才写入的内容。
