认识IIC协议
本文是基于正点原子的第二十九章 IIC实验编写的。包括stm32f407和msp432e401y的代码展示，编写目的是方面自己理解，以下纯属自己的理解。
IIC协议是一种通过利用两条线，然后依次传输8位的数据的协议，所以说明他是传二进制数据的，我们可以利用接受到的二进制数据转化成我们需要的数字和字符，这里的意思就是比如MPU6050（陀螺仪）、vl53lxx（激光测距）这样我们从模块中获取传感器的数据，所以熟练使用这种协议是很有必要的。
IIC协议其实并不复杂，你就可以理解成它就是有两条线，我们通过规定这两条线的高低电平不同状态下的含义，然后就可以通过电平传输数据，类似这样的协议甚至你可以自己去定协议。
IIC协议主要分为8个识别信号组成，我们也称之为时序信号，他们分别是：开始信号、停止信号、结束信号、等待信号、ACK应答信号、no ACK应答信号、写信号、读信号。其中，结束信号我们几乎可以不用，因为我们在使用的时候每次只需要开启，结束的时候停止即可。
①开始信号：准备开始传输数据。
②停止信号：停止传输数据。
③等待信号：我们读写完每一次数据，都要等待反馈告诉我们从机接收到没有，其实接受的就是④⑤两个状态。
④ACK应答信号⑤no ACK应答信号：给主机的信号，告诉他现在我的状态怎么样，有没有接收到你的数据。
这个个地方可以参考：https://blog.csdn.net/shenhuxi_yu/article/details/65935697（第五点），其实意思就是告诉我读取的设备我还要不要继续读取。
⑥写信号：写入信号。此时单片机为发送端。
⑦读信号：读取信号。此时单片机为接收端。
如果没有理解没关系，因为IIC是底层协议，我们在写底层的时候，只需要初始化好，写好时序就行，基本上可以完整移植代码，真正应用层是24cxx等这样的操作文件。
IIC协议软件模拟方法
上面我们也说了，IIC底层是固定的，包括两部分，一个是初始化，一个是时序。
管脚初始化
我们只有两根线，一根线是SCL（信号线），一根是SDA（数据线）。所以使能两个管脚，我们就要办使能就行了，输出上拉。（为什么要上拉，因为对于某些单片机，可能性能不过，由于IIC对于管脚电平电话很敏感，如果你电平转不过来，那根本用不了，所以设置为上拉，那何为上拉，建议百度一下，其实就是在管脚并路上面串一个电阻，电阻另一头接VCC，这样在需要VCC电压的时候可以快速跳转）
STM32的
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO_InitTypeDef 是初始化管脚需要参数的结构体
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOB时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//真正初始化管脚在这里
msp432
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOM); //使能gpiok
SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOG); //使能gpiok
GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTM_BASE, GPIO_PIN_0); //设为输出
GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTG_BASE, GPIO_PIN_0); //设为输出
GPIOM->PUR |= GPIO_PIN_0;GPIOG->PUR |= GPIO_PIN_0; //上拉
在完成管脚初始化之后，我们还需要方便代码的编写，那什么是方便代码的编写呢？其实就是，我们在时序里面，经常要对电平拉高拉低，我们不可能每次都写gpioset();或者GPIOPinWrite();这样去操作电平，因为看起来很麻烦，所以我们需要在IIC的h文件中，进行相关宏定义，方便编写，这也是很多移植代码里面，常见的操作（下次出一期讲讲这个MPU6050移植到msp432上面的文章）。
//IO方向设置
#define SDA_IN() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=0<<9*2;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=1<<9*2;}
//IO操作函数
#define IIC_SCL PBout(8) //SCL
#define IIC_SDA PBout(9) //SDA
#define READ_SDA PBin(9) //输入SDA
可能很多金针菇就要问了，这都啥意思。
IIC_SCL和IIC_SDA其实设置scl和sda的输出电平情况，这要写，
我们只要比如IIC_SCL=0就是低电平，=1就是高电平，至于是怎么操作的，自己研究去。
金针菇们又要问了，为什么需要将SDA设为输入，因为你读的时候是读电平，当然是输入。READ_SDA相当于读SDA的电平
设置SDA是输入输出的在//IO方向设置
那至于怎么操作的，就是寄存器的操作，自己去理解去吧。
大家可以看看在msp432里面我们是如何实现的：
//IO方向设置
#define SDA_IN() GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTG_BASE, GPIO_PIN_0)
#define SDA_OUT() GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTG_BASE, GPIO_PIN_0)
//IO操作函数
#define IIC_SCL HWREG(GPIO_PORTM_BASE + (0x00000000 + (GPIO_PIN_0 << 2))) //SCL PM0
#define IIC_SDA HWREG(GPIO_PORTG_BASE + (0x00000000 + (GPIO_PIN_0 << 2))) //SDA PG0
#define READ_SDA GPIOPinRead(GPIO_PORTG_BASE, GPIO_PIN_0) //输入SDA
我们可以看到代码非常的简单，除了HWREG，其实HWREG还有另一个也是H开头为了叫啥了，长一点的，都是对寄存器的操作（在官方SDK里面的timers和pwm都有），这个函数其实就是对寄存器进行操作，实现拉高或者拉低，实现IIC_SCL=？就能操作。
那金针菇又问了，为什么你都是gpio0，这个其实由于不是高电平都是1，可以看看
GPIO_PIN_？的宏定义，我们在移植mpu6050的时候讲讲。
时序
好了，我们如果将前面都弄完，其实这个时序，你都可以直接移植到任何单片机。那我们是时序呢？其实时序就是我们这个信号是，电平要怎么变化，然后他就属于这个信号，比如起始信号，是SCL高电平时，SDA由高到底，就代表起始信号，ok，其他的就不说，因为都是固定的。
理解了上面，代码就不是问题，我们这里举一个例子来说明一下，就拿起始信号
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //SDA设为输出，因为我们告诉从机，我们要开始传输拉
IIC_SDA=1;//拉高，因为他要由高变低
IIC_SCL=1;//拉高，一般SCL在高电平的时候都是指示信号，只有低电平的时候是传输数据
delay_us(4);//小延迟
IIC_SDA=0;//拉低，可以看看上面那个时序介绍
delay_us(4);//小延迟
IIC_SCL=0;//我马上要拉低，其实这里是什么都行，但是我们一般要看下一步一般是什么操作，避免奇奇怪怪的电平传过去
//那为什么要拉低，因为我们开始的时候，之后都是传输数据的，所以可以看看IIC_SCL=1这句话后面注释
}
这里msp432就不介绍了，一模一样，但是IIC_SDA和IIC_SCL高电平不一定是1，这个可以在NRF24L01移植的时候仔细说说。
至此，底层IIC就写完了。
可能金针菇们又要问了，那硬件呢？咋弄，其实你理解了软件模拟的思想，就可以了，关于硬件使用信手沾来，你可以问硬件IIC，好多接口函数，比如什么什么中断，FIFO啥的，这个你仔细看就明白了，中断什么其实就是某个地方的标志位，他单独弄出来。
最后就是建议还是用硬件IIC，因为避免占用MCU资源，速率也更快，接口函数也更多，使用也更多样化；软件模拟在移植的时候比较方便。
AT24C02
简介
其实AT24C02就是IIC通讯的一个存储单元硬件而已，往里面存东西的而已。下面简单介绍一下AT24C02。
首先AT24C02的意思是，是2k位，也就是21024位。
存储大小计算
可能金针菇们又问了，怎么算了，还有那些存储空间单位怎么回事，下面可以看一下存储空间的单位换算：
1kB=1024B（1k Byte = 1024Byte）（1千字节）
1B=8b（1Byte=8bit）（1字节为8个位）
那金针菇又问了，那为什么是2*k位，因为这里的k是kb，小b，也就是bit。
所以AT24C02大小是21024位，那我们当然是一个个字节存放啦，所以有21024/8=256个字节。
金针菇又问了，我知道这个干吗，因为IIC一次传输8位，也就是8个bit，所以每一次是读取一个字节，也就是我们有256个字节读取，可以看一下下面的图：
工作方式
接着就是我们AT24C02工作方式了，首先介绍一下AT24C02上面有三个管脚：A0、A1、A2，那是用来干什么的呢？是用来规定地址的，比如我们AT24C02这三个管脚都是用来固定地址，他们都接地了，所以我们访问的时候是传输1010 000x（1010是固定的，000就是A2、A1、A0，你也别问为什么是1010，厂家规定的，他总的有个位吧？，因为他是8位呀，总得传点什么），那什么是x，x就是你是读是写，1是读，0是写。（如果看不懂地址作用，那就一直看下去，下面讲工作流程有讲）
那我们每次只能读取一个字节的数据，所以，我们只要输入我们想要读写的地址就可以完成相关操作。
那聪明点的金针菇又问了，那他比256要多呢？ok，但是我们换个说法，是比2k多。你可能就猜到了，没错，都是2k、2k的存储，如果大于2k，我们就要利用地址（地址作用不明白往下看），2k的A0-A2是固定的，如果我们大于2k就要利用起来（2k一个区），比如4k，那我们只固定A2、A1（具体忘了哪个，就那个意思）A0可变，这样A0就可以决定你访问哪一个区（两个2
k的区，一个去256个字节）。（看不懂的金针菇多看几篇）
流程（代码）
那说完一些基础知识，那就开始实操了。有那么几个函数：
①u8 AT24CXX_Check(void)
②u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)；
③void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)；
④void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
⑤void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
⑥void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
⑦u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
那聪明的金针菇又要问了，怎么三个读写呀？下面来具体解释一下代码：
首先是AT24CXX_Check，这个函数其实就是检测AT24C02存不存在，那怎么检测的呢？其实就是，他在255字节地方写了个0X55进去，然后读取看看有没有，你其实也可以写在其他字节、其他符号（比如0xaa啥的），主要写了一个你不常用的地方，然后每次使用前读取看看对不对，读取到，ok，那就行了。
如何是②和③，是底层的读写函数，正如其名称，一个读写一个字节。这里解释一下IIC_Wait_Ack（）；这里每次发送指令都要IIC_Wait_Ack是因为确认发送的指令他收到没。另外就是，为什么有EE_TYPE>AT24C16，其实是为了判断你的存储大小是不是超过16k，所以所以正点的代码其实兼容了其他大小了，那究竟怎么做到的呢？我们想想，16k=8*2k，所以我们A0-A3已经用满了，需要其他方式，至于大于16k怎么用就没研究了，反正都差不多。
IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));
这句话兼容2-16k的，我们在读写第一步都是确认我们读写哪个区，对于AT24C02，后面都是0，只读写0XA0，因为他只有一个区，比如AT24C04,4个，两个256的区，那他的区就是0XA0和0XA1，后面的地址操作其实就是超过256，我们就是第一个去，就是1，就是0XA1，其他同理。（注意WriteAddr是16位）
④⑤和⑥⑦可能金针菇们就不理解了，怎么由两个读写函数。你可能发现④⑤在main没有用，其他这种函数你自己写就行，你想实现什么功能，就怎么写，注释也很清楚了，这里要注意一点，读写时从高位开始，因为比如我定义一个u32的temp，我读一次，是不是temp = （u8）data啊，然后temp<<=8，所以他第一次读的数据，最后会变成高8位。
基本上知识就那么多，总结一下。IIC传输速度慢，一次只能传8位数据，但是在现实生产中还是很常见的。