IIC通讯协议简介王乾丞20180503371IIC协议简介1.1IIC物理层1.2协议层2STM32的I2C特性及架构2.1STM32的IIC外设简介目录CONTENTS2.2STM32的IIC架构剖析2.3通讯过程IIC协议简介I2C通讯协议(Inter－IntegratedCircuit)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。对于I2C通讯协议，可以把它分为物理层和协议层。物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。简单来说物理层规定我们用嘴巴还是用肢体来交流，协议层则规定我们用中文还是英文来交流。LOGOI2C通讯设备之间的常用连接方式如下图1.1、IIC物理层LOGO它的物理层有如下特点：1.1、IIC物理层1“”、它是一个支持设备的总线。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，支持多个通讯主机及多个通讯从机。2、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。3、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。4、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。LOGO它的物理层有如下特点：1.1、IIC物理层5、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。6、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。7、连接到相同总线的IC数量受到总线的最大电容400pF限制。LOGO1.2协议层I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。1.2.1I2C基本读写过程1.2.2通讯的起始和停止信号1.2.3数据有效性1.2.4地址及数据方向1.2.5响应LOGOI2C通讯过程的基本结构1.2.1、I2C基本读写过程LOGO主机写数据到从机1.2.1、I2C基本读写过程主机I2C接口产生传输起始信号S>>广播从机地址>>传输方向选择>>接受到应答信号ACK>>向从机传输数据DATA>>等待从机的应答信号ACK>>重复之前过程>>发送停止传输信号PLOGO主机由从机中读数据1.2.1、I2C基本读写过程主机I2C接口产生传输起始信号S>>广播从机地址>>传输方向选择>>接受到应答信号ACK>>从机向主机返回数据DATA>>等待主机的应答信号ACK>>重复之前过程>>停止传输PLOGO读和写数据1.2.1、I2C基本读写过程除了基本的读写，I2C通讯更常用的是复合格式，该传输过程有两次起始信号(S)。一般在第一次传输中，主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从“”机设备后，发送一段数据，这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址；在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。也就是说，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。LOGO1.2.2通讯的起始和停止信号当SCL线是高电平时SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。当SCL是高电平时SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。起始和停止信号一般由主机产生。LOGO1.2.3数据的有效性SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA“为高电平时表示数据1”，为低电平“时表示数据0”。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。使用SDA信号线来传输数据。使用SCL信号线进行数据同步。LOGO1.2.4地址及数据方向I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。I2C协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位，第8位或第11“位。数据方向位为1”“时表示主机由从机读数据，该位为0”时表示主机向从机写数据。LOGO1.2.5响应当设备(无论主从...
