单片机学习笔记 18. IIC总线EEPROM（理论）
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目录
0、实现的功能
使用程序模拟IIC通信协议
1、Keil工程
1-1 串行通信中的IIC总线工作原理和协议
常用的串行总线协议有：UART、1-wire、I2C、SPI
主从方式是主机主动，从机不会主动
在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。为了避免混乱，I2C总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线
在80C51单片机应用系统的串行总线扩展中，我们经常遇到的是以80C51单片机为主机，其它接口器件为从机的单主机情况。
IIC中默认为高电平（和P0口类似，都接上拉电阻），任一为低电平，则都为低电平。
IIC总线传输协议
SCL必须都为高电平。因为是主从模式，必须从主机接收到信号才能够发送数据，此时数据总线SDA由高电平变为低电平
不需要接收数据的时候，总线就占用状态（为1）即可。
应答位的作用：
- 主机在发送数据时，每次发送一字节数据，都需要读取从机应答位，当从机空闲可以接收该字节数据时，从机会发出应答(一帧数据的第9位为“0”)，当从机正忙于其他工作的处理来不及接收主机发送的数据时，从机会发出非应答(一数据的第9位为“1”)主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送，主机通过从机发出的应答位来判断从机是否成功接收数据
- 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线（不然从机的SDA一直为0，下次主机就无法传输数据），以允许主机产生终止信号
数据帧格式
起始信号后还有一个字节的数据，前7位表示从机地址，第8位表示R1/T0
在总线的数据传输中，可以有以下几种方式：
主机只要不想要数据的时候，就要发送非应答信号，不然会影响下一次的数据传输
总线的寻址
寻址字节的定义，前面已经说了，前7位地址位，最后一位表示读/写
寻址过程：
- 主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，如果相同，则认为自己正被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器或接收器
- 从机的地址由固定部分和可编程部分组成。在一个系统中可能希望接入多个相同的从机，从机地址中可编程部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。如一个从机的7位寻址位有4位是固定位，3位是可编程位，这时仅能寻址8(2*2*2)个同样的器件，即可以有8个同样的器件接入到该12C总线系统中。
80C51单片机I2C串行总线器件的接口
总线数据传送的模拟
主机可以采用不带I2C总线接口的单片机，如80C51、STC89C52等单片机，利用软件实现I2C总线的数据传送，即软件与硬件结合的信号模拟。
I2C对信号应答的响应时间是有要求的。应答信号的时钟信号要大于4us，起始/终止信号的数据信号高电平大于4.7us，低电平大于4us
起始/终止信号时，SCL时钟信号都为高的情况，SDA再发生变化；应答信号时，SCL时钟信号都为低的情况，SDA再发生变化。
这和前面的数据位的有效性规定一致，SCL高电平时，SDA的数据必须稳定，只有SCL低电平时，SDA状态才允许变化
I2C起始信号
//IC起始信号程序 void I2cStart() { SCL =1; SDA =1; delay5us(); SDA = 0; delay5us(); }I2C终止信号
//IC终止信号程序 void I2cStop() { SCL = 0; SDA = 0; SCL = 1; delay5us(); SDA = 1; delay5us(); }I2C主机读 从机应答
//I2C主机读从机应答 bit ReadACK() { SCL = 1; delay5us(); if(SDA) { SCL = 0; return(1); } else { SCL = 0; return(0); } }I2C主机发送应答
//I2C主机发送应答 void SendACK(bit i) { SCL = 0; if(i) SDA = 1; else SDA = 0; SCL = 1; delay5us(); SCL=0;//拉低时钟总线 SDA =1; //释放数据总线 }
串行EEPROM的扩展
（1）串行EEPROM典型产品
ATMEL公司的AT24C系列：（1k指的是1k位bit，也就是128字节Byte）
该单片机用的是AT24C02
（2）写入过程
AT24C系列E2PROIM芯片地址的固定部分为1010，A2、A1、A0引脚接高、低电平后得到确定的3位编码。形成的7位编码即为该器件的地址码。
单片机进行写操作时，首先发送该器件的7位地址码和写方向位“0”(共8位，即一个字节)，发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为响应，单片机收到应后就可以传送数据了。（3）读出过程
起始信号--地址+0（写）--从机应答--主机写数据--从机应答--新的起始信号--地址+1（读）--从机应答--从机写数据--主机应答----------主机非应答--主机暂停
原文地址：https://blog.csdn.net/u014087103/article/details/144358173
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