IIC通信协议（硬件实现IIC通信详解I）
IIC通信协议
什么是IIC协议
I2C（Inter-Integrated Circuit）通讯协议是由 Phiilps 公司开发的两线式串⾏总线，⽤于连接微控制器及其外围设备。是微电⼦通信控制领域⼴泛采⽤的⼀种总线标准。 IIC通信由两根线构成，⼀根为信号线（SDA），另外⼀根为时钟线（SCL）。故IIC通信的物理层构成如下： 注意！此处的信号线与地址线都是总线。只要有⼀对设备在使⽤，总线便被占⽤，其他设备不能使⽤。
为了区分设备，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。当有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。 这⾥解释⼀下这个“地址“。这个地址是IIC设备的地址，在IIC通信中，需要指定传送设备的地址。这个应该很容易理解，最常⽤的IP协议也有IP地址之说，TCP协议也有端⼝之说。不指定地址，就⽆法得知数据要发送到哪⾥去，通信就⽆法构成。这个不需要过多赘述。 乳胶模具
但笔者在刚刚开始使⽤时，不知道这个地址究竟是以哪⼀种形式存在在通信中的。在MCU中，初始化IIC接⼝时，就需要你定义⼀个IIC地址，这就是你这个IIC接⼝的通信地址了（⼀般都是0）代码如下：
hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
⽽我们⼀般⽤的IIC芯⽚的地址，如何得知呢？这个地址是以什么形态存在的？是连上MCU后MCU分配的吗？
IIC芯⽚的地址，都由IIC芯⽚⾃⾝决定。⽽且⼀般来说，都会提供⼏位（多数为3位）给⽤户⾃定义。拿LM75A温度传感器芯⽚来说，IIC通信地址为7bit，前4位是固定的（1001）后三位提供给⽤户⾃定义，做在引脚上通过⽤户输⼊的电平来决定地址位的⾼低。⽤户输⼊低电平，表⽰该位为0，⽤户输⼊⾼电平，表⽰该位为1。若把低三位拉低，地址就为0x90。如图：
协议层
S 表⽰传输起始信号，此时连接到 I2C 总线上所有的从机都会接收到这个信
号。
Slave Address 表⽰从机地址，此地址可以是 7 位或 10 位。当主机⼴播的地
址与某个设备地址相同时，这个设备就被选中了。
之后就是 R/W（传输⽅向选择位），该位为 0 时，表⽰后⾯的数据传输⽅向
是主机会写信息到被选中的从机；为 1 表⽰主机会向从机读信息。
当从机已经和从机“匹配”好了，那么此时主机或从机会返回⼀个应答（ACK）
或⾮应答（NACK）信号，只有收到信号后，主机才会继续发送或接收数据。这⾥的“继续”之所以提出来是因为发送和接收，对应从机发出的应答信号和主机发出的应答信号，是重复的。
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当主机向从机发送⼀个停⽌信号（P），表⽰不再传输数据。当主机希望停⽌
接收时，向从机返回⼀个（NACK），则从机⾃动停⽌数据传输。
这是IIC通信的数据帧。可以看出。通信由1位的起始信号，7位地址位，1位表⽰读写的信号位，⼀位ACK应答信号，⼀字节的数据位，1位ACK应答信号，⼀字节数据位……直到数据全部发送完毕，产⽣⼀位终⽌位。
硬币组合⽽IIC通信还⽀持⼀种⽐较复杂的通信模式。通信时和设备的某⼀寄存器进⾏通信。如图下⽅的数据帧。数据帧内发送了两段起始信号S。在第⼀段数据的DATA中，常常⽤于表⽰内部的寄存器地址，在第⼆次传输中，则是对内部的寄存器进⾏访问和读写
以上是IIC通信协议层读写的基本过程。
下⾯我们进⼀步了解每⼀个信号在IIC协议中是如何规定的
起始信号和停⽌信号
起始信号和终⽌信号是两种特殊的状态，如图 ，当 SLC 为⾼电平时 SDA 由
⾼电平向低电平切换，表⽰通讯的起始；当 SCL 是⾼电平时 SDA 由低电平向⾼电平切换，表⽰通讯的停⽌。这两种信号⼀般由主机产⽣。如图：
数据的有效性
组织培养瓶I2C 的 SDA ⽤来传输数据，SCL 进⾏数据的同步，如下图。SDA 数据线在SCL 的每个时钟周期传输⼀位数据。有效和⽆效看图即可，需要主要的是当 SCL为低电平时，SDA 数据⽆效，⼀般此时 SDA 进⾏电平转换，为下⼀次表⽰数据做好准备
传输⽅向依靠R/W位来判断路灯节电
应答信号：响应包括应答（ACK）和⾮应答（NACK）两种。当设备（主机或从机）接收到 I2C 传输的⼀个字节数据后，若希望对⽅继续发送数据，则需要向对⽅发送应答（ACK）信号，发送⽅则会继续发送数据；若接收端希望结束数据传输，则向对⽅发送⾮应答（NACK）信号。发送⽅收到后会产⽣停⽌信号，结束数据发送。
以上为IIC协议层内容。STM32的IIC架构和STM32中的IIC接⼝如何使⽤，下⼀部分来提及。
课堂教学模式
后篇：
1. 指多个设备公⽤的信号线，在⼀个 I2C 通讯总线中，可连接多个 I2C
设备通讯，⽀持多个通讯主机及多个通讯从机
