I2C协议解析

基本概述

I2C是一种串行总线，使用主从架构。

• 只需要SCL(串行时钟线)和SDA(串行数据线)两条总线，两条线都需要上拉电阻
• 所有组件之间都存在简单的主从关系，连接到总线的每个设备均可以通过唯一地址进行软件寻址
• 最大设备数无限制，最大从机数理论上是127(7位地址数据)

传输协议

开始信号、7个地址位、1个读写位、1个应答位、8个数据位、1个应答位、结束信号
开始条件和停止条件

• 开始条件：SCL为高时，拉低SDA
• 停止条件：SCL为高时，拉高SDA
  当主设备发送开始条件信号之后，所有从机设备即使处于睡眠模式，也会变为活动状态，并等待接收地址位
  数据传输
  
  

传输格式

• 传输的数据总共有8位，由发送方设置，先发送数据的高地址，发送完8位数据后，接收方在第9个时钟会紧跟一个ACK位，成功接收为0，否则保持为1。以此往复，直到数据完全传输为止。
• 谁发送数据谁就驱动SDA线，由于上拉电阻的存在，默认是高电平，谁驱动谁就拉低SDA的电平
• 发送数据时，SDA的电平在SCL的低电平处变化，在高电平时接接收方读取数据
• ACK为高时，会引起主设备发生重启或者停止

软件模拟I2C协议

Bool Panel_i2c_Start( void )
{
    Set_Panel_I2C_SDA();
    Set_Panel_I2C_SCL();
    Panel_i2c_Delay();
    if( Panel_I2C_SDALo() || Panel_I2C_SCLLo() )
        return FALSE;
    Clr_Panel_I2C_SDA();
    Panel_i2c_Delay();
    Clr_Panel_I2C_SCL();
    Panel_i2c_Delay();
    return TRUE;
}

Bool Panel_i2c_SendByte( BYTE value )
{
    BYTE i;
    Bool result;

    for( i = 0; i < 8; i++ ) // Send data via i2c pin
    {
        if( value & BIT7 )
         Set_Panel_I2C_SDA();
        else
         Clr_Panel_I2C_SDA();
        Panel_i2c_Delay();
        Set_Panel_I2C_SCL();
        Panel_i2c_Delay();
        value <<= 1;
        Clr_Panel_I2C_SCL();
    }
    Set_Panel_I2C_SDA();
    Panel_i2c_Delay();
    result = Panel_Wait_i2C_Ack();
    Set_Panel_I2C_SCL();
    Panel_i2c_Delay();
    Clr_Panel_I2C_SCL();
    Panel_i2c_Delay();
    Clr_Panel_I2C_SDA();

    return result;
}

Bool Panel_Wait_i2C_Ack( void )
{
    BYTE i;
    for( i = 0; i < 5; i++ )
    {
        if( Panel_I2C_SDALo() )
            return TRUE;
        Panel_i2c_Delay();
    }

    if( Panel_I2C_SDALo() )
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

void Panel_i2c_Stop( void )
{
    // SCL=L, SDA=L, Stop condition.
    Clr_Panel_I2C_SCL();
    Clr_Panel_I2C_SDA();
    Panel_i2c_Delay();
    Set_Panel_I2C_SCL();
    Panel_i2c_Delay();
    Set_Panel_I2C_SDA();
    Panel_i2c_Delay();
}
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Bool Panel_i2c_AccessStart(BYTE SlaveAdr, Panel_I2cIoTransType trans_t)
{
    BYTE Dummy; // loop dummy

    if (trans_t == PANEL_I2C_TRANS_READ) // check i2c read or write
        SlaveAdr = PANEL_I2C_DEVICE_ADR_READ(SlaveAdr); // read
    else
        SlaveAdr = PANEL_I2C_DEVICE_ADR_WRITE(SlaveAdr); // write

    Dummy = PANEL_I2C_ACCESS_DUMMY_TIME;
    while (Dummy--)
    {
        if (Panel_i2c_Start() == FALSE)
        {
            Panel_i2c_Stop();
            continue;
        }

        if (Panel_i2c_SendByte(SlaveAdr) == TRUE) // check acknowledge
            return TRUE;

        Panel_i2c_Stop();

        ForceDelayNVRAM(1);
    }

    return FALSE;
}

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void i2cBurstWriteBytes(BYTE SlaveAdr, BYTE *pBuf, BYTE bufLen)
{
    BYTE Dummy; // loop dummy
    Dummy = I2C_ACCESS_DUMMY_TIME;
    whlie(Dummy--)
    {
        if(Panel_i2c_AccessStart(SlaveAdr, PANEL_I2C_TRANS_WRITE) == FALS)
            continue;
        whlie(buflen--)
        {
            Panel_i2c_SendByte(*pBuf); // send byte
            pBuf++; // next byte pointer
        }
        break;
    }
    Panel_i2c_Stop();
}
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时钟同步和仲裁