51单片机之IIC通信原理及软件仿真

关于IIC我觉这个博客里面说的已经够清楚了

如下图所示的写操作的时序图：

其实像这种通信协议的要求是很精确的，一点点不对都可能导致在实际工程中无法读取数据。我就是被一个应答位耽误了好久，还好最后被我发现了。虽然程序不长，但是每一句话都是值得我们认真学习的，下面是我自己结合网上还有书中的程序综合的，亲测可用。最后用keil的逻辑分析仪测试了iic端口输出的波形。

iic.h

#ifndef __IIC_H
#define    __IIC_H

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

sbit SCL = P2^1;
sbit SDA = P2^0;

void iic_init(void);
void iic_start(void);
void iic_stop(void);
void iic_dalay_us(void);//iic延时专用
void iic_send_ack(bit _ack);//读取数据之后发送应答位
void iic_wait_ack(void);//写入数据之后，等待从机应答信号
void iic_write_byte(unsigned char _byte); //写一个字节
unsigned char iic_read_byte(void);//读取一个字节
void iic_write_addr_byte(unsigned char _addr,unsigned char _byte);//任意地址写一个字节
unsigned char iic_read_addr_byte(unsigned char _addr); //任意地址读一个字节



#endif

iic.c

//可以用keil自带的逻辑分析仪查看iic端口的输出波形，通过对波形的分析，判断iic协议有没有工作。
#include "iic.h"
#include "mpu6050.h"


//---------5us,实际测试是8us--------
void iic_dalay_us(void)
{
    unsigned char i;

        _nop_();//nop是1个指令周期 = 1机器周期 = 12时钟周期 = 12*1/f，对于12M晶振，1us
        i = 1;
        while(--i);        //执行一次while循环2us
}


//-------起始信号，时钟高，数据高变低---------------
void iic_start(void)
{
    SDA = 1;
    iic_dalay_us();
    SCL = 1;
    iic_dalay_us();
    SDA = 0;
    iic_dalay_us();
    SCL = 0;       //钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}

//--------停止信号-------
void iic_stop(void)
{
    SDA = 0;
    iic_dalay_us();
    SCL = 0;
    iic_dalay_us();
    SCL = 1;
    iic_dalay_us();
    SDA = 1;
    iic_dalay_us();
}

//-------------
void iic_init(void)
{
    SCL = 1;
    iic_dalay_us();
    SDA = 1;    
    iic_dalay_us();
}


//----读取数据完成后，发送应答位，
//----0->ack，应答，告诉从机我要继续读取下一个字节，从机收到这个信号后继续发送数据
//----1->not ack，不应答，告诉从机我不在继续接受数据，从机停止发送数据
void iic_send_ack(bit _ack)
{
    SDA = _ack;//接收完成后，拉高SDA,发送非应答信号
    SCL = 1;
    iic_dalay_us();
    SCL = 0; //拉低，完成应答位
    iic_dalay_us();
}


//-------------主机发送完成，等待应答----------------
//主机发送完一个字节的数据之后会把SDA拉高，等待从机的信号，如果从机不应答，SDA将一直拉高，此时while函数等待250us，
//如果在SCL高电平期间，SDA被从设备拉低表示从设备应答，此时while跳过，应答位结束，
void iic_wait_ack(void)
{
    unsigned char i = 0;

    SCL = 1;
    iic_dalay_us();
    while((SDA==1)&&(i<250))i++;//应答时，SDA为0表示从机成功接受到数据，
    SCL = 0;   //拉低，完成应答位
}

//------------------------
//写一个字节，从高位往低位写
//主机给从机发送数据，从机是在时钟的下降沿采集SDA的数据
void iic_write_byte(unsigned char _byte) 
{
    unsigned char i;
    
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        SDA = _byte&0X80;     //先写高位
        iic_dalay_us();
        SCL = 1;
        iic_dalay_us();
        SCL = 0;          //下降沿采集数据
        iic_dalay_us();
        _byte = _byte<<1;    
    }

    SDA = 1;//发送完毕后，释放数据线，检测从机应答
    iic_wait_ack();//等待应答
}


//----------------------------------
//任意地址写一个字节，因为我使用的时候从设备只有一个，所以不需要写入从设备地址，
//如果有多个从设备的话，可以增加一个参数，写入从设备地址
void iic_write_addr_byte(unsigned char _addr,unsigned char _byte)
{
    iic_start();
    iic_write_byte(SlaveAddress); //此处写入从机地址，我这里只有一个，没有在函数里面体现
    iic_write_byte(_addr);
    iic_write_byte(_byte);    
    iic_stop();
}

//------------------------
//读字节,也是先读取的是高位，需要左移
//主机从从机读取数据，本质上是从机检测主机发出的时钟信号有8个上升沿
unsigned char iic_read_byte(void)
{
    unsigned char i = 0;
    unsigned char read_byte = 0;

    SDA = 1;      //先确保主机释放SDA
    iic_dalay_us();

    for(i = 0;i<8;i++)
    {
        SCL = 1;
        read_byte = (read_byte<<1)|SDA ;
        iic_dalay_us();
        SCL = 0;    //拉低，采集数据
        iic_dalay_us();
    }

    return read_byte;
}

//------------------
//在某一地址内读取数据
unsigned char iic_read_addr_byte(unsigned char _addr)
{
    unsigned char read_data;

    iic_start();
    iic_write_byte(SlaveAddress);//发送设备地址+写信号
    iic_write_byte(_addr);    //发送存储器单元
    iic_start();            //必须从新启动IIC
    iic_write_byte(SlaveAddress + 1);//发送设备地址+读信号
    read_data = iic_read_byte();//读出数据
    iic_send_ack(1);//发送非应答信号
    /*
    原来问题出在这里！！，如果后面跟的是iic_stop的话，就发送非应答，告诉从机不要在发数据了，注意这里没有连续读取
    不然的话，从机收到0的应答位之后会一直发送数据，但是这时主机又没有接受，导致数据只能第一次发送成功，后面都收不到数据。
    */
    iic_stop();

    return read_data;
}

keil仿真波形：