模拟IIC
- IIC协议
- GPIO配置
- 根据时序图完成代码
- 起始与停止信号
- 等待应答
- 读写字节
- 检查设备是否连接
IIC协议
I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、 CAN等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。
- 它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个I2C通讯总线中，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯
- 一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线 (SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。
- 每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。主机及多个通讯从机。
特点：
- 总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
- 多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。
- 具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ，高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。
- 连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。
GPIO配置
STM32的8种引脚模式
void IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IIC_SCL_Pin|IIC_SDA_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(IIC_GPIO, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(IIC_GPIO,IIC_SCL_Pin|IIC_SDA_Pin);
}IIC的两个引脚模式配置为开漏输出GPIO_Mode_Out_OD，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。将多个开漏输出的引脚连接到一条线上时，通过一个上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成”线与“关系，这就是IIC、SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
所谓的"线与"指的是多个信号线直接连接在一起，只有当所有信号全部为高电平时，合在一起的总线为高电平；只要有任意一个或者多个信号为低电平，则总线为低电平。而推挽输出就不行，如果高电平和低电平连在一起，会出现电流倒灌，损坏器件。
根据时序图完成代码
I2C通信本是连贯的，在编程时把它拆分，怎么拆就见仁见智了。在I2C尚未完成通信时，将SCL拉低是为了钳住IIC总线，准备收发数据。不拉为低，你的接下来操作都可能被误认为是起始或终止。
当SCL 为1时，SDA的电平变换会被认为是起始和结束信号，所以通讯未结束一定要拉低SCL！！！！
本项目IIC通讯未结束时,SCL线统一为0。
延时函数
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{
uint8_t i;
/*
下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
*/
for (i = 0; i < 10; i++);
}起始与停止信号
/*
* @brief IIC起始信号
*/
void IIC_Start(void)
{
IIC_SDA_1();//先拉高SDA再拉高SCL，防止出现错误信号
IIC_SCL_1();
i2c_Delay();//延时保证SCL高电平时，SDA下降沿
IIC_SDA_0();
IIC_SCL_0();//如果不拉低SCL线，那么数据传输过程中的SDA的电平变换就会被认为是起始和结束信号
}
/*
* @brief IIC停止信号
*/
void IIC_Stop(void)
{
IIC_SDA_0();//先拉低SDA再拉高SCL，防止出现错误信号
IIC_SCL_1();
i2c_Delay();//延时保证SCL高电平时，SDA上升沿沿
IIC_SDA_1();
/*这里就不用拉低SCL了，因为IIC通讯已经结束*/
}等待应答
在第9个时钟（SCL高电平）时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA，若SDA为高电平，表示非应答信号(NACK)，低电平表示应答信号(ACK)。
一定要先拉高SDA，再拉高SCL。否者就可能变成起始信号和结束信号了。
void IIC_Wait_Ack(void)
{
//一定要先拉高SDA，再拉高SCL。否者就可能变成起始信号和结束信号了
IIC_SDA_1();
IIC_SCL_1();
while(IIC_Read_SDA());
IIC_SCL_0();//IIC通讯没结束，拉低SCL线
}IIC主机不应答：
void IIC_No_Ack(void)
{
IIC_SDA_1();
IIC_SCL_1();
IIC_SCL(GPIO_PIN_RESET);//通讯未结束，拉低SCL线
}IIC主机应答：
主机在发出应答信号后一定要释放SDA线（拉高SDA线），否者SDA线处于占用状态无法进行数据传输，线与性质
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SDA_0();
IIC_SCL_1();
IIC_SCL_0();//通讯未结束，拉低SCL线
IIC_SDA_1();//主机释放SDA线
}读写字节
由时序图可知，字节数据MSB先行，SCL低电平进行数据变换，高电平写入（如果在SCL高电平时进行数据变换，从机会理解成起始或结束信号）。
/*
* @brief IIC写字节
* @para 待写入的字节数据
*/
void Write_IIC_Byte(u8 IIC_Byte)
{
u8 i,data;
data = IIC_Byte;
for(i=0;i<8;i++)
{
IIC_SCL_0();
if(data&0x80)
IIC_SDA_1();
else
IIC_SDA_0();
data=data<<1;
IIC_SCL_1();
}
IIC_SCL_0();//通讯未结束，拉低SCL
}
/*
* @brief IIC读字节
* @return 返回读取到的一个字节
*/
u8 Read_IIC_Byte(void)
{
u8 i,value=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
value <<= 1;
//数据变化
IIC_SCL_0();
i2c_Delay();
//读取数据
IIC_SCL_1();
if(IIC_Read_SDA())
value++;
}
IIC_SCL_0();//通讯未结束，拉低SCL
return value;
}检查设备是否连接
发送地址呼叫从机，如果有应答就代表连接成功
/*
* @brief 检测设备是否连接
*/
void Check_IIC_Device(u8 slave_addr)
{
IIC_Start();
Write_IIC_Byte((slave_addr<<1)|write_flag);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
}
