应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障?

在这里插入图片描述

?IIC的通讯过程

下面我们将详细的讲述每一个通讯的过程

IIC基本读写过程

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(注意区分它与 SLAVE_ADDRESS 的区别)；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。

起始、终止与应答

起始&终止

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。

void IIC_Start(void)
{
    IIC_SDA = 1;   //数据线为高电平
    delay_us( );    
    IIC_SCL = 1;   //时钟线为高电平
    delay_us( );
    IIC_SDA = 0;   //数据线由高到低
    delay_us( );
    IIC_SCL = 0;   //时钟线拉低，钳住IIC总线，准备发送数据 
}

void IIC_Stop(void)
{
    IIC_SDA = 0;
    delay_us( );
    IIC_SCL = 1;  //时钟线为高时
    IIC_SDA = 1;  //数据线由低到高
    delay_us( );                                
}

?应答

I2C 的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。作为数据接收端时，当设备(无论主从机)接收到 I2C 传输的一个字节数据或地址后，若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答(ACK)”信号，发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答(NACK)”信号，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。

数据传输

数据有效性

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。

?IIC读字节

u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();                  //SDA输入模式
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        IIC_SCL=0;             //SCL先下降，通过循环，形成时钟脉冲
        delay_us(2);
        IIC_SCL=1;             //SCL上升
        receive<<=1;
        if(READ_SDA)
            receive++;         //读取并组合记录数据，++表示读到1了，最低位置1
        delay_us(1); 
    }   

    if (!ack)
    {
        IIC_NAck();//发送nACK
    }
    else
    {
        IIC_Ack(); //发送ACK 
    }       
    return receive;
}

?IIC发送字节

void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
    SDA_OUT();                 //SDA发送模式
    IIC_SCL=0;                 //拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
        IIC_SDA=(txd&0x80)>>7; //SDA高低电平表示数据1和0
        txd<<=1;      
        delay_us(2);           //对TEA5767这三个延时都是必须的
        IIC_SCL=1;             //SCL先上升
        delay_us(2); 
        IIC_SCL=0;             //SCL再下降，形成一个脉冲，发送一位数据生效
        delay_us(2);
    }

STM32的IIC外设

部分HAL库函数讲解

初始化结构体

初始化结构体及函数定义在库文件“ STM32F4xx_hal_i2c.h ”及“STM32F4xx_hal_i2c.c”中，编程时我们可以结合这两个文件内的注释使用或参考库帮助文档。

typedef struct {
    uint32_t ClockSpeed;         /*设置 SCL 时钟频率，此值要低于 40 0000*/
    uint32_t DutyCycle;          /*指定时钟占空比，可选 low/high = 2:1 及 16:9 模式*/
    uint32_t OwnAddress1;        /*指定自身的 I2C 设备地址 1，可以是 7-bit 或者 10-bit*/
    uint32_t AddressingMode;     /*指定地址的长度模式，可以是 7bit 模式或者 10bit 模式 */
    uint32_t DualAddressMode;    /*设置双地址模式 */
    uint32_t OwnAddress2;        /*指定自身的 I2C 设备地址 2，只能是 7-bit */
    uint32_t GeneralCallMode;    /*指定广播呼叫模式 */
    uint32_t NoStretchMode;      /*指定禁止时钟延长模式*/
} I2C_InitTypeDef;

HAL库封装好的函数

阻塞模式

HAL_I2C_Master_Transmit()；  
HAL_I2C_Master_Receive()；  
HAL_I2C_Slave_Transmit()；  
HAL_I2C_Slave_Receive()
HAL_I2C_Mem_Write()；       
HAL_I2C_Mem_Read()；   
HAL_I2C_IsDeviceReady()

中断模式

HAL_I2C_Master_Transmit_IT()；    
HAL_I2C_Master_Receive_IT()；  
HAL_I2C_Slave_Transmit_IT()
HAL_I2C_Slave_Receive_IT()；    
HAL_I2C_Mem_Write_IT()；       
HAL_I2C_Mem_Read_IT()

DMA模式

HAL_I2C_Master_Transmit_DMA()；   
HAL_I2C_Master_Receive_DMA()；   
HAL_I2C_Slave_Transmit_DMA()；    
HAL_I2C_Slave_Receive_DMA()；    
HAL_I2C_Mem_Write_DMA()；     
HAL_I2C_Mem_Read_DMA()

传输回调函数

HAL_I2C_MemTxCpltCallback()；   
HAL_I2C_MemRxCpltCallback()；    
HAL_I2C_MasterTxCpltCallback()
HAL_I2C_MasterRxCpltCallback()；  
HAL_I2C_SlaveTxCpltCallback()； 
HAL_I2C_SlaveRxCpltCallback()；   
HAL_I2C_ErrorCallback()