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IIC协议是二线制,信号线包含SDA和SCL,且信号线是双向的,开路结构,需要通过上拉电阻到VCC,具体的电阻值影响的是信号反应速度和驱动能力。
首先,IIC通信与UART,还有SPI统称为串行接口通信,不过它们之间还是有区别的,如UART的负电平逻辑,还有UART通信不需要时钟,只需要特定的波特率即可,SPI与IIC都可以有一个主机,多个从机的情况,不过IIC适用于短距离传输,如片间通信,摄像头的配置等场景。
要搞定IIC首先来看IIC的硬件接口:
如图所示,我们知道IIC一个主机可以悬挂多个从机,所以地址线A2,A1,A0 可以实行片选的功能,那么WP这个引脚的功能就是当WP悬空或者接地的时候,表示这时的EEPROM既可以读,也可以写,当WP接电源时,则只可以读而不能写。
SCL与SDL这两个引脚,必须上拉,否则驱动能力不够,无法进行正常的IIC通信。
OK,硬件接口已经介绍清楚了,那么我们现在开始来看协议了。
首先IIC分为字节读写和页面读写,首先来看字节读写的协议:
如上图所示,如果我们要向EEPROM中写入一个字节的数据,得有如下几个步骤:
1.开始信号——在SCLK的高电平器件,拉低SDA的信号(由1 变为0)。
2.控制字节——即器件地址,就是你操作那一块EEPROM。
3.ACK信号——由从机发出,主机为接收,所以在此阶段,sda_link必须置为0,即为读取这个应答信号,所以在SCLK的高点平期间。
4.字节地址——即某一块EEPROM里面的哪一个地址。
5.ACK信号——与上述相同。
6.数据信号——即你往某个地址里面写入的8位数据。
7.ACK信号——上述相同。
8.结束信号——在SCLK的高电平期间,拉高SDA信号,表示通信结束。
再来看读的时序:
由上图可看出读时序的前面处理方式与写相同,不同的时在第三个ACK信号来了之后,如果是读,那么会又有一个起始信号,紧接着读器件地址,然后应答,再然后读数据,再然后在SCLK的低电平期间发送一个NO ACK信号,要记住这个信号由主机发出,然后紧接着一个结束信号。
由上述读写时序我们可知,通信的起始均在SCLK的高电平期间发生跳变,这就据定了我们其他信号跳变均在SCLK的下降沿,SCLK高电平期间数据稳定,适用于读(即低电平改变数据,高电平采集数据)。
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