講到IIC通訊就順便講講串口通訊吧（以前上FPGA課程的資料）

• 處理器和外部設(shè)備通訊的兩種方式（并行通信和串行通信）

  并行通信

  ? 是指數(shù)據(jù)的各個(gè)位用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳輸，傳輸速度很快，但是引腳資源占用較多

? ? ???串行通信

? ? ? ? ? ? 將數(shù)據(jù)分為一位一位的形式在一條數(shù)據(jù)線上逐個(gè)傳輸，傳輸速度慢，引腳占用少

• 串行通信的通信方式：同步通信和異步通信

  同步通訊

  帶時(shí)鐘同步信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸；發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備在同一時(shí)鐘的控制下，進(jìn)行 同步傳輸數(shù)據(jù)

• 異步通信

  不帶時(shí)鐘同步信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù) 的發(fā)送和接收過程。

常見的串行通信接口：UART、SPI、IIC（三大串行總線協(xié)議）

? UART：（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：通用異步收發(fā)器） 功能：在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來(lái)傳輸，在接收數(shù)據(jù)時(shí)將接收到的串行 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成成并行數(shù)據(jù)。 協(xié)議層：通信協(xié)議（包括數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)傳輸速率等...） 物理層：接口類型、電平標(biāo)準(zhǔn)等...

協(xié)議層：通信協(xié)議（數(shù)據(jù)格式）

? SPI：（Serial Peripheral Interface：串行外設(shè)接口）**此處以FPGA芯片為例

? IIC：（Inter-Integrated Circuit：集成電路總線）：半雙工**此處以FPGA芯片為例

IIC（Inter-Integrated Circuit）又稱I2C（習(xí)慣讀“I方C”），是IICBus簡(jiǎn)稱，中文名為集成電路總線，它是一種串行通信總線，使用多主從架構(gòu)，由飛利浦公司在1980年代為了讓主板、嵌入式系統(tǒng)或手機(jī)用以連接低速周邊設(shè)備而發(fā)展。適用于IC間的短距離數(shù)據(jù)傳輸。

IIC是單片機(jī)最常用的通訊方式之一，如果單片機(jī)需要擴(kuò)展EEPROM存儲(chǔ)芯片，就會(huì)用到IIC通信來(lái)讀寫EEPROM的數(shù)據(jù)。

除此很多傳感器（如溫濕度傳感器，加速度傳感器等）、外設(shè)（如OLED屏幕、LCD顯示板等）也會(huì)采用IIC與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

硬件IIC：我們知道，STM32外設(shè)豐富，包括硬件級(jí)的IIC通信，也就是在其內(nèi)部集成有專門用于IIC通信的硬件模塊，只要在程序中配置相關(guān)的參數(shù)，就能啟用該模塊，再通過官方已經(jīng)做好的庫(kù)函數(shù)，就能很容易的實(shí)現(xiàn)IIC通信了。

但是由于STM32的硬件IIC存在著應(yīng)答信號(hào)卡死的問題，所以很多開發(fā)者更喜歡使用軟件模擬IIC通信。另外，軟件模擬IIC還有方便移植到其他設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。

IC物理接口：IIC串行總線有兩根信號(hào)線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。所有接到I2C總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的時(shí)鐘線SCL接到總線的SCL上，屬于一主多從總線。主機(jī)一次只能跟一個(gè)從機(jī)通信，如果要跟多個(gè)從機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，則需要采用輪詢的方式。通常會(huì)給SDA和SCL外接上拉電阻，確保無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，總線處于閑置狀態(tài)。但是不接也可以，可以使用STM32的片內(nèi)上拉電阻。

這兩根線中，SCL是時(shí)鐘線，用來(lái)同步時(shí)鐘信號(hào)；SDA是數(shù)據(jù)線，用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。

?但對(duì)于軟件模擬IIC，就沒有任何限制，可以定義任意兩個(gè)IO口分別作為SCL與SDA。

定義SCL與SDA的引腳，以及兩個(gè)引腳置高、置低的函數(shù)。

#define IIC_SCL_H() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1) //定義SCL置高為PA1置位 #define IIC_SCL_L() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1) //定義SCL置低為PA1復(fù)位 #define IIC_SDA_H() GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2) //定義SDA置高為PA2置位 #define IIC_SDA_L() GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2) //定義SDA置低為PA2復(fù)位

延時(shí)函數(shù)：

void Delay_us(int Time)?

{?

int i=0;

while(Time--)?

{?

i=8;

?while(i--);

}?

return;?

}

由于SDA需要在輸入輸出模式之間切換（等待應(yīng)答時(shí)需要將PA2切換成輸入模式），所以還要定義這兩個(gè)函數(shù)。輸出模式用推挽輸出即可，輸入模式采用上拉輸入模式（如果總線外接了上拉電阻，采用浮空輸入也可以）。

void SDA_OUT(void) //SDA輸出模式?

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;?

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_2;?

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //推挽輸出模式 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);?

}?

void SDA_IN(void) //SDA輸入模式

{?

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;?

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //上拉輸入模式?

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);?

}

起始信號(hào)：

void IIC_Start(void)

{?

SDA_OUT();?//SDA切換至輸出模式?

IIC_SDA_H(); //SDA置高?

IIC_SCL_H();?//SCL置高?

Delay_us(1);

IIC_SDA_L(); //SDA置低?

Delay_us(1);?

}

停止信號(hào)：

void IIC_Stop(void)

{?

IIC_SCL_H(); //SCL置高?

IIC_SDA_L(); //SDA置低

Delay_us(1);?

IIC_SDA_H(); //SDA置高?

Delay_us(1);?

}

數(shù)據(jù)幀：

void IIC_WriteByte(u8 data) //發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)串，data為要發(fā)送的數(shù)據(jù)

{

u8 i; SDA_OUT(); //SDA設(shè)置為輸出模式?

for(i=0;i<8;i++) //循環(huán)發(fā)送，每次循環(huán)發(fā)送1bit，循環(huán)8次就是1Byte

{

IIC_SCL_L(); //SCL置低?

if(data & 0x80) //如果Data的第八位是高電平?

IIC_SDA_H(); //SDA置高

else IIC_SDA_L(); //SDA置低?

IIC_SCL_H(); //SCL置高?

Delay_us(1); //延時(shí)?

data<<=1; //data左移一位?

}?

}

應(yīng)答信號(hào)：

u8 IIC_Wait_Ask(void)?

{?

int count=0;?

IIC_SCL_L(); //SCL置低?

Delay_us(1); //延時(shí)?

IIC_SDA_H(); //SDA置高?

SDA_IN(); //SDA切換成輸入模式?

IIC_SCL_H(); //SCL置高?

Delay_us(1); //延時(shí)，等待從機(jī)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)?

while(Read_IIC_SDA) //如果SDA為低電平?

{?

count++; //開始計(jì)數(shù)?

if(count>250) //計(jì)數(shù)超過250，則認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，從機(jī)無(wú)響應(yīng)?

{?

IIC_Stop(); //發(fā)出停止信號(hào)?

return 1; //函數(shù)返回1?

}?

}?

IIC_SCL_L(); //如果SDA為高電平，則認(rèn)為收到應(yīng)答，

SCL置低 Delay_us(1);?

return 0; //函數(shù)返回0?

}

文章參考：https://blog.csdn.net/qq_55203246/article/details/123944252