STM32F4-------I2C通信

I2C：两线式串行总线，是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，是一种半双工通信方式。

数据线SDA有时需要用做输入，有时需用做输出。需要通过MODER寄存器进行配置；

#define SDA_IN() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=0<<9*2;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=1<<9*2;}
#define IIC_SCL PBout(8) //SCL
#define IIC_SDA PBout(9) //SDA输出 
#define READ_SDA PBin(9) //SDA输入

I2C协议

1. 空闲状态；
2. 起始信号和停止信号；
3. 应答信号ACK；
4. 数据的有效性；
5. 数据传输；

1.空闲状态

数据线SDA和时钟线SCL同时处于高电平时，为I2C总线的空闲状态。

IIC_SDA = 1;
IIC_SCL = 1;

2.起始信号和停止信号

起始信号：在时钟线SCL为高电平时，数据线SDA由高跳变至低；
停止信号：在时钟线SCL为高电平时，数据线SDA由低跳变至高；
这两种信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

//起始信号
void IIC_Start(void)
{ 
	SDA_OUT(); 
	IIC_SDA = 1;
	IIC_SCL = 1;
	delay_us(4);
	IIC_SDA = 0;
	delay_us(4);
	IIC_SCL = 0;
}

//停止信号
void IIC_Stop(void)
{ 
	SDA_OUT();
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;
	delay_us(4);
	IIC_SCL=1; 
	IIC_SDA=1;
	delay_us(4);
}

3.应答信号ACK

发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。
应答信号为低电平时，为有效应答位(ACK)；应答信号为高电平时，为非应答位(NACK)，一般表示接收器接收该字节没有成功。
有效应答位(ACK)：接收器在第9个时钟脉冲前的低电平期间将数据线SDA拉低，并且要保证在该时钟高电平期间数据线SDA为稳定的低电平。

//产生应答信号
void IIC_Ack(void)
{ 
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=0;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=0;
}

//不产生应答信号
void IIC_Ack(void)
{ 
	IIC_SCL=0;
	SDA_OUT();
	IIC_SDA=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=1;
	delay_us(2);
	IIC_SCL=0;
}

//等待应答信号，返回1为接收应答成功，返回0为接收应答失败
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{ 
	u8 ucErrTim=0;
	SDA_IN();    
	IIC_SDA=1;delay_us(1);	   
	IIC_SCL=1;delay_us(1);	 
	while(READ_SDA)
	{ 
		ucErrTim++;
		if(ucErrTim>250)
		{ 
			IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	IIC_SCL=0; 	   
	return 0;  
} 

4.数据的有效性

使用I2C总线进行数据传输时，时钟线SCL为高电平期间，数据线SDA上的数据必须保持稳定。在时钟线上的信号转为低电平时，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。

5.数据传输

逐位地串行发送数据，从高位开始发送。每一位数据都有一个时钟脉冲相对应。

//数据发送
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                         
    u8 t;   
	SDA_OUT(); 	    
    IIC_SCL=0;
    for(t=0;t<8;t++)
    {               
        IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
        txd<<=1; 	  
		delay_us(2);  
		IIC_SCL=1;
		delay_us(2); 
		IIC_SCL=0;	
		delay_us(2);
    }	 
} 	    

//数据读取
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{ 
	unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();
    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();
    else
        IIC_Ack();  
    return receive;
}