I2C讀寫時序分析和實現(xiàn)思路

大家好，這里是程序員杰克。一名平平無奇的嵌入式軟件工程師。

上篇推文對I2C總線的特性進行了介紹和描述。對于開發(fā)者而言，最重要的是編碼I2C的讀寫時序驅(qū)動。本篇推文主要總結(jié)和分享I2C總線主機端通信的編程實現(xiàn)思路，并不對應特定MCU的硬件I2C外設，此處需要加以區(qū)分。

下面正式進入本章推送的內(nèi)容。

01 I2C讀寫時序分析

I2C讀寫時序操作

上篇推文已對I2C主機的讀寫時序進行了描述。對I2C基本讀寫時序如圖所示：

在上圖I2C總線(主機)的讀寫時序中，無論讀/寫操作，操作如下所示：

主機發(fā)起起始信號
主機向從機發(fā)送控制幀(8bit)
等待從機應答位/無應答
主機接收/發(fā)送數(shù)據(jù)(8bit)
主機接收數(shù)據(jù)應答/無應答(讀操作)、燈帶從機應答/無應答(寫操作)
主機發(fā)起停止位

I2C讀寫時序拆解

對于軟件開發(fā)者而言，編碼上實現(xiàn)原則“高內(nèi)聚低耦合”，即按模塊獨立編碼。對上節(jié)的I2C總線(主機)的讀寫操作分析，主機需要單獨實現(xiàn)如下操作：

生成起始信號
生成應答信號/無應答信號
寫8bit數(shù)據(jù)(控制幀和寫數(shù)據(jù)合并)
讀8bit數(shù)據(jù)
生成停止信號

02 I2C實現(xiàn)思路

對于I2C總線主機端的編碼實現(xiàn)，主要是產(chǎn)生起始信號、停止信號、應答/無應答信號、數(shù)據(jù)串行移位(讀/寫)，下面便對各個實現(xiàn)進行描述。

生成起始和停止信號

起始信號和停止信號描述

I2C總線空閑時SDA和SCL皆為高電平，而起始信號和停止信號便是有別于空閑狀態(tài)的特殊情況，如下圖所示：

編程偽代碼

//產(chǎn)生起始信號偽代碼
void I2C_Start(void)
{
    SCL = 1, SDA = 1;
    持續(xù)一段時間;
    SCL = 1, SDA = 0;
    持續(xù)一段時間;
}


//產(chǎn)生停止信號偽代碼
void I2C_Stop(void)
{
    SCL = 0, SDA = 0;
    持續(xù)一段時間;
    SCL = 1;
    SDA = 1;
    持續(xù)一段時間;
}