【基础通信协议】——IIC

引言

IIC是产品设计中最常用的通信接口，众多的传感器都会提供IIC接口来和主控连接，如陀螺仪、加速计、触摸屏等。所以IIC是嵌入式学习必须要掌握的。

本次只是讲解理论，不做实际实验操作，因为我现在在学Linux，使用的IMX6ULL大家手里面也可能没有这个板子，所以就不做演示啦。

IIC简介

IIC是很常见的一种总线协议，IIC是由NXP（恩智浦）公司设计的，IIC使用两条线在主控制器和从机之间进行数据通信。一根为SCL（串行时钟线），另一条为SDA（串行数据线）。通常这两根线都需要接上拉电阻，使总线空闲的时候SCLSDA都处于高电平状态。

IIC总线的标准速度可以达到100Kb/s，快速模式下可以达到400Kb/s。

IIC总线工作是按照一定协议来与运行的。IIC是支持多从机的。也就是一个IIC控制器下面可以挂多个IIC设备，这些不同的IIC从设备有不同的器件地址，这样IIC主控制器就可以通过IIC设备的器件地址访问指定的设备了。

如上图，SDA和SCL两根线都有一个上拉电阻，一般是4.7K。其余的IIC器件都挂在总线上。

协议术语

起始位

IIC通信起始标志，告诉IIC从机“我要开始IIC通信了”，SCL为高电平的时候，SDA出现下降沿就表示起始位。

停止位

停止IIC通信的标志位，和起始位的功能相反。当SCL处于高电平的时候，SDA由低变高出现上升沿为停止位。

数据传输

IIC总线在数据传输的时候要保证SCL高电平期间，SDA上的数据稳定，因此SDA的数据变化只能在SCL处于低电平的期间发生。

应答信号

当IIC主机发送完8位数据以后会将SDA设置为输入状态，等待IIC从机应答，也就是等IIC从机告诉主机它可以接收数据了。应答信号是由从机发起的，主机需要提供应答信号所需的时钟，主机发送完8位数据以后紧跟着一个时钟信号就是给应答信号使用的。从机通过将SDA拉低来表示发送应答信号，表示通信成功，否则表示失败。

时序

主机通过IIC总线与从机之间进行通信主要两个操作：读和写。

IIC写时序

具体步骤

• 开始信号

• 发送设备地址：每个IIC器件都有一个设备地址，通过发送具体的设备地址来决定访问哪个IIC器件。发送8位数据，7位位设备地址，第8位为读写位（1表示读操作，0表示写操作）。

• 等待应答：等待从机发送ACK应答

• 重新发送开始信号

• 发送寄存器地址

• 等待应答

• 发送要写入的数据

• 等待应答

• 停止信号

IIC读时序

具体步骤

• 发送开始信号

• 发送设备地址7位，第8位为读写位，此时为写状态（0）

• 等待应答

• 重新发送开始信号

• 发送寄存器地址

• 等待应答

• 重新发送开始信号

• 重新发送设备地址，这里第8位置1（读状态）

• 等待应答

• 从IIC器件中读取到的数据

• 主机发送NOACK信号，表示读取完成

• 发送停止信号

如果我们需要读写多字节，那么在读写数据的时候可以连续发送多个自己的数据，其他的控制时序和单字节是一样的。