【driver】IIC

总结得最好的文章：

https://blog.csdn.net/weixin_44933419/article/details/114991088

要点：

三种速度的工作模式

标准、快速、高速

三种信号

1、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。
2、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。
3、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。
这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号， 都可以不要。

寻址

7位：

第一个字节的头7 位组成了从机地址， 最低位（LSB） 是第8 位， 它决定了传输的方向。
第一个字节的第8位是“0” ， 表示主机会写信息到被选中的从机；

 10位：

1111 0XXX

挂载数目

由IIC地址决定，8位地址，减去1位广播地址，是7位地址，2^7=128，但是地址0x00不用，那就是127个地址， 所以理论上可以挂127个从器件。

但是IIC协议没有规定总线上device最大数目，但是规定了总线电容不能超过400pF。
管脚都是有输入电容的，PCB上也会有寄生电容，所以会有一个限制。实际设计中经验值大概是不超过8个器件
IIC的OD(漏极开路)要求外部有电阻上拉，电阻和总线电容产生了一个RC延时效应，电容越大信号的边沿就越缓，有可能带来信号质量风险

传输速度越快，信号的窗口就越小，上升沿下降沿时间要求更短更陡峭，所以RC乘积必须更小。

软硬件区别

软件IIC是程序员使用程序控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。一般较硬件IIC稳定，但是程序较为繁琐，但不难。

硬件IIC程序员只要调用IIC的控制函数即可，不用直接的去控制SCL,SDA高低电平的输出。但是有些单片机的硬件IIC不太稳定，调试问题较多。

软件可以用任意管脚，而硬件则只能用固定管脚，但同时可以用DMA，且一般效率高，速度快

总线仲裁

两个主设备同时发数据时，每发一位都会检测自己发出的信号和线上的信号是否一致，只要不一致就会放弃总线控制权

一致则继续发送，所以当有一方拉高，一方为低时，往往是高的那方让出控制权，因为线与，1与0是0，那么拉高的一方会发现自己的1和线上的0不一致，从而放弃总线

debug步骤

1、检查硬件连接问题，注意总线是否连接上拉电阻。2、检查电压，排除由于硬件设计导致读取失败，注意引脚电平一般为3.3V或1.5V。
3、检查IO口配置，在初始化配置IO时一定要注意IO的配置是否正确，是否有复用或重复定义，多检查几遍，尤其是和官方的Datasheet或者例子相对比一下。
4、检查从机设备地址，从机设备地址设置错误导致通信失败，一般读取到的数据为全1。注意函数需要设置的是7bit地址还是8bit地址。
5、频率问题，此类问题一般有2个

一是频率设置错误，可以通过示波器抓取SCL引脚波形判断；
二是2个设备之间的通信频率不匹配，此类问题一般比较难找（如果读取到数据，但是不对，且在连续变动大概率时频率问题），可以在排除以上原因的前提下多设置几次（一般设备都支持100k【标准】，400k【高速】）

总结
IIC中出现的错误大概率是时钟/频率之间的问题，可以灵活使用示波器进行检查。
要对官方文档抱有怀疑态度，尤其是一些小公司生产的芯片一定要注意。

应答位

主机发送应答时，时钟线是低，发完了应答才拉高

主机接受应答的时候，直接拉高SCL

这两点很好理解，低SCL允许改变总线相当于写状态，高SCL相当于读状态

 

https://blog.csdn.net/qq_53522710/article/details/113577514

根据这个实验↑我们可以发现，硬件IIC如果没有收到应答位，就不会继续发送数据了，相当于关闭了通信

https://blog.csdn.net/sinat_31499981/article/details/78215662

如果是读，那么读完一帧以后，主机发送ACK或者NACK来表明是否需要继续读

如果是写，那么写完一帧以后，从机发送ACK或者NACK来表明通信成功或失败，如果是寻址过程中，没有ACK应答，那么有可能是寻址失败了

ACK=0,NACK=1；

如果是硬件IIC，则根据硬件的要求，假设硬件要求一定有应答位，那么没有应答就会认为是（寻址失败/或者是传输失败）（寻址失败就会结束，传输失败的处理有待探究）

如果是软件IIC，那么软件层面可以自行约定

①master是软件模拟，slave是硬件IIC，那么在master读slave的时候，根据slave是否一定要应答来决定是否发送ACK和NACK

②主从都是软件模拟，那么不一定需要检测ACK，具体看代码怎么写了（有可能只管发或者只管读即可）