I2C总线在传送数据过程中有哪几种类型的信号？

IIC简介(Inter－Integrated Circuit)

IIC总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进行双向传送，高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。(必备条件)

结束信号：SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

IIC总线时序图






代码如下


//IIC 初始化
void IIC_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
        __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); //使能 GPIOH 时钟
        //PH4,5 初始化设置
        GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
        GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
        GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
        GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST; //快速
        HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
        IIC_SDA(1);
        IIC_SCL(1);
}
//产生 IIC 起始信号
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT(); //sda 线输出
        IIC_SDA(1);
        IIC_SCL(1);
        delay_us(4);
        IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low
        delay_us(4);
        IIC_SCL(0);//钳住 I2C 总线，准备发送或接收数据
}
//产生 IIC 停止信号
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();//sda 线输出
        IIC_SCL(0);
        IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
        delay_us(4);
        IIC_SCL(1);
        IIC_SDA(1);//发送 I2C 总线结束信号
        delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
        u8 ucErrTime=0;
        SDA_IN(); //SDA 设置为输入
        IIC_SDA(1);delay_us(1);
        IIC_SCL(1);delay_us(1);
        while(READ_SDA){
                ucErrTime++;
                if(ucErrTime>250)
                {
                        IIC_Stop();
                        return 1;
                }
         }
        IIC_SCL(0);//时钟输出 0
        return 0;
}
//产生 ACK 应答
void IIC_Ack(void)
{
        IIC_SCL(0);
        SDA_OUT();
        IIC_SDA(0);
        delay_us(2);
        IIC_SCL(1);
        delay_us(2);
        IIC_SCL(0);
}
//不产生 ACK 应答
void IIC_NAck(void)
{
        IIC_SCL(0);
        SDA_OUT();
        IIC_SDA(1);
        delay_us(2);
        IIC_SCL(1);
        delay_us(2);
        IIC_SCL(0);
}
//IIC 发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
        u8 t;
        SDA_OUT();
        IIC_SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
        for(t=0;t<8;t++)
        {
                IIC_SDA((txd&0x80)>>7);
                txd<<=1;
                delay_us(2); //对 TEA5767 这三个延时都是必须的
                IIC_SCL(1);
                delay_us(2);
                IIC_SCL(0);
                delay_us(2);
        }
}
//读 1 个字节，ack=1 时，发送 ACK，ack=0，发送 nACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
        unsigned char i,receive=0;
        SDA_IN();//SDA 设置为输入
        for(i=0;i<8;i++ )
        {
                IIC_SCL(0);
                delay_us(2);
                IIC_SCL(1);
                receive<<=1;
                if(READ_SDA)receive++;
                delay_us(1);
        }
        if (!ack)
                IIC_NAck();//发送 nACK
        else
                IIC_Ack(); //发送 ACK
        return receive;
}
包含的宏定义


#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"
                                
//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}


//IO操作函数         
#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA         
#define READ_SDA   PCin(11)  //输入SDA


//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口                                 
void IIC_Start(void);                                //发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);                                  //发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);                        //IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);                //IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void);                                 //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);                                        //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);                                //IIC不发送ACK信号


void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);          
#endif
24cxx.c


//初始化 IIC 接口
void AT24CXX_Init(void)
{
        IIC_Init();                //IIC 初始化
}
//在 AT24CXX 指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址
//返回值 :读到的数据
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{
        u8 temp=0;
        IIC_Start();
        if(EE_TYPE>AT24C16)
        {
                IIC_Send_Byte(0XA0); //发送写命令
                IIC_Wait_Ack();
                IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//发送高地址
        }else
                IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1)); //发送器件地址 0XA0,写数据
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(ReadAddr%256); //发送低地址
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte(0XA1); //进入接收模式
        IIC_Wait_Ack();
        temp=IIC_Read_Byte(0);
        IIC_Stop();//产生一个停止条件
        return temp;
}
//在 AT24CXX 指定地址写入一个数据
//WriteAddr :写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{
        IIC_Start();
        if(EE_TYPE>AT24C16)
        {
                IIC_Send_Byte(0XA0); //发送写命令
               
                IIC_Wait_Ack();
                IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址
        }else
                 IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1)); //发送器件地址 0XA0,写数据
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(WriteAddr%256); //发送低地址
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(DataToWrite); //发送字节
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Stop();//产生一个停止条件
        delay_ms(10);
}
//在 AT24CXX 里面的指定地址开始写入长度为 Len 的数据
//该函数用于写入 16bit 或者 32bit 的数据.
//WriteAddr :开始写入的地址
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len :要写入数据的长度 2,4
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{
        u8 t;
        for(t=0;t         {
                AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite>>(8*t))&0xff);
        }
}
//在 AT24CXX 里面的指定地址开始读出长度为 Len 的数据
//该函数用于读出 16bit 或者 32bit 的数据.
//ReadAddr :开始读出的地址
//返回值 :数据
//Len :要读出数据的长度 2,4
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{
        u8 t;
        u32 temp=0;
        for(t=0;t         {
                temp<<=8;
                temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);
        }
        return temp;
}
//检查 AT24CXX 是否正常
//这里用了 24XX 的最后一个地址(255)来存储标志字.


//如果用其他 24C 系列,这个地址要修改
//返回 1:检测失败
//返回 0:检测成功
u8 AT24CXX_Check(void)
{
        u8 temp;
        temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写 AT24CXX
        if(temp==0X55)
                        return 0;
                else//排除第一次初始化的情况
                {
                AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
                temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);
                if(temp==0X55)return 0;
                }
        return 1;
}
//在 AT24CXX 里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对 24c02 为 0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
        while(NumToRead)
        {
                *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);
                NumToRead--;
                }
        }
//在 AT24CXX 里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对 24c02 为 0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
        while(NumToWrite--) {
                AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
                WriteAddr++;
                pBuffer++;
        }
}
主函数


//要写入到 24c02 的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"Apollo STM32F7 IIC TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
int main(void)
{
        u8 key;
        u16 i=0;
        u8 datatemp[SIZE];
        Cache_Enable(); //打开 L1-Cache
        HAL_Init(); //初始化 HAL 库
        Stm32_Clock_Init(432,25,2,9); //设置时钟,216Mhz
        delay_init(216); //延时初始化
        uart_init(115200); //串口初始化
        LED_Init(); //初始化 LED
        KEY_Init(); //初始化按键
        SDRAM_Init(); //初始化 SDRAM
        AT24CXX_Init(); //初始化 24C02
        POINT_COLOR=RED;
}