IIC协议简介

IIC通讯协议(Inter----Integrted Circuit)是由Phiips飞利浦公司开发的，由于他引脚少，硬件实现简单，可拓展性强，不需要UASRT,CAN通讯协议的外部收发设备，现在被广泛使用在系统内多个集成电路IC（芯片）间的通讯。

半双工的通讯方式
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IIC总线系统结构

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他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IIC通讯总线中，可连接多个IIC通讯设备，支持多个通讯主机(单片机)及多个通讯从机(连接IIC总线的外围设备)。

一个IIC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直接的访问。

IIC总线物理层特点

总线通过上拉电阻接到电源。当IIC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，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哪个设备占用总线。

仲裁方式:简单理解就优先级

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3.4M/s，但目前大多IIC设备尚不支持高速模式。

IIC总线

硬件IIC：对应芯片上的IIC外设，有相对应的IIC驱动电路，其所使用的IIC管教也是专用的；
软件IIC：一般是用GPIO管教，用软件控制管脚状态以及模拟IIC通信波形；

区别：硬件IIC的效率要远高于软件的，而软件IIC不受引脚限制，接口比较灵活。

软件IIC是通过GPIO，软件模拟寄存器的工作方式，而硬件IIC是直接调用内部寄存器进行配置。如果要从具体硬件上来看，可以去看下芯片手册。因为固件IIC的端口是固定的，所以会有所区别。

如何区分？
1.硬件IIC用法复杂，模拟IIC流程更加清楚
2.硬件IIC速度比模拟快，并且可以用DMA
3.模拟IIC可以在任何管脚上，硬件IIC在固定管脚上

IIC总线协议层

IIC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。

IIC基本读写过程

白底加斜线主机，纯白从机

主机写数据到从机

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S：数据由主机传输至从机
P：数据传输结束
SLAVE ADDRESS : 从机地址

起始信号产生后，所有从机就开始紧接下来广播的从机地址信号。IIC总线，每个设备的地址都是唯一的，当主机广播的地址与某个设备的地址相同时，这个设备就被选中了，没被选中的设备讲会忽略之后的数据信号。根据IIC协议，这个从机地址可以是7位或10位。

R/W：地址位之后，传输方向选择位，为0：表示数据传输方向是由主机传输至从机，即主机向从机写数据。为1：则相反。从机接收传输方向选择位后，主机或从机会返回一个应答(ACK)或非应答

A/A：(NACK)信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。

主机读数据到从机

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读数据：
配置方向传输位为”读数据”方向。广播完地址后，接收到应答信号后，从机开始向主机返回数据(DATA),数据包大小也为8位，从机每发送完一个数，都会等待主机的应答信号(ACK),重复这个过程，可以返回N个数据，N没有限制大小。当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NCAK)，则从机自动停止数据传输。

通讯复合格式

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复合格式，该传输过程有两次起始信号(S),在第一次传输过程中，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；第二次传输中，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。