中微SC8F5771模拟IIC通信——指令运行速度的探索（附编译软件与烧录软件）

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一、中微单片机烧录与使用

编译软件

中微所使用编译软件为SCMCU_IDE，不过个人不推荐使用这个软件写代码（十分不好用，不能跳转，只能全部搜索一个个查，而且不能替换），大家可以利用VScode打开代码项目文件（直接拖入桌面VScode图标或者打开VScode再打开项目文件），VScode永远的神。

烧录软件

烧录软件是SCMCU WRITER，买个中微的烧录器直接接好线烧录即可（每次编译完会提醒你代码改变了）

下载地址

中微官网是：https://www.mcu.com.cn（顺带提一嘴，好牛皮的域名）
进入他的支持界面，开发工具，规格书，DEMO什么的应有尽有。

烧录软件

在官网下载好软件之后安装即可，进入文件夹即可看到编译软件。

二、模拟IIC

虽然硬件IIC运行速度很快，但是由于单片机性能受限，并不是所有单片机都有硬件IIC，软件IIC模拟IIC协议通信，进行读写操作，我以中微SC8F5771单片机为例，利用其RB0和RB1口分别作为SDA和SCL口。此处我仅给出大概模板。

void iic_init(void);//iic初始化，调GPIO，也就是选用的sda和scl口，由于最开始要输出，所以设置为输出模式，iic通信最开始都是高电平
void iic_deinit(void);//有初始化肯定有取消初始化，将sda和scl设置为输入模式
void iic_write(unsigned char dev_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char date)//iic写入，最为关键的一步，把控协议主体思路
{
	iic_start();
	delay_us();
	write_iic_byte(dev_addr & 0xFE)//iic的地址位最后一位是读写方式，所以是与0xFE，如果忘了就去查一查
	iic_wait_ack();//等待应答
	delay_us();
	write_iicbyte(date);//地址完了就轮到数据
	iic_wait_ack();//等待应答
	delay_us();
	iic_stop();//一次数据写入完成，停止通信
}
void iic_start(void);//开始iic时需要scl和sda置高，然后sda拉低，表明开始，然后再scl拉低，好让sda可以拉高或保持低作为检测的数据。
void iic_stop(void);//停止时需要sda和scl都置高，满足下一次通信的起始状态
void write_iic_byte(unsigned char iic_byte)//一个很经典的写法
{
	unsigned char i=8;
	unsigned char temp;
	unsigned char data;
	data = iic_byte;
	iic_sclk_clr();
	while(i--)
	{
		temp=data>>7;
		data<<1;
		if(temp)
		{
			iic_sdin_set();
		}
		else
		{
			iic_sdin_clr();
		}
		iic_sclk_set();
		delay_3us();
		iic_sclk_clr();
		delay_3us();
		
	}
}
void iic_wait_ack(void);//进行应答

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三、逻辑分析仪下的时序

为了让IIC通信更快（该芯片晶振是16MHz的），为了验证其置高低电平和nop、以及空函数调用时间，我利用逻辑分析仪，在while循环里面写了如下代码，观测到的时序如图所示。

   	 			sclk = 1;//delay_us是空的，里面什么都没有，此处只是对比在此单片机中空函数和nop区别时间究竟相差多少
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();

                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();

                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();

                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                delay_us();
                sclk = 0;

                NOP();//0.25us
                NOP();//0.25us
                NOP();//0.25us
                NOP();//0.25us
                NOP();//0.25us

                NOP();//0.25us
                NOP();//0.25us
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                NOP();//0.25us
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我们可以很清楚的看到高电平之后延时20个空函数，再低电平，执行20个nop指令，最终显示一个周期内，高电平持续33us，低电平持续6.25us，后续又将20个空函数和nop改为1个空函数和1个nop，以及不加n空函数和nop的测试，可以大致得出，置一次高低电平需要2us，一个nop指令花费0.2us-0.25us，一个空函数调用大致在1.2us。
由于时间关系我并没有去验证太多，测出结果可能也不太严谨，学过汇编的同学知道，调用函数时先跳转再返回，以51汇编为例，不同位置的函数使用对应不同的跳转指令，范围越大的跳转指令耗费时间也更久，由于我是跨文件调用，应该是对应汇编中的LCALL长跳转，并且RET返回，所以花费nop指令5-6倍的时间似乎也合理（nop本身就只占一个时钟周期）。

以上为个人分析，无法确定其正确性，仅凭客观数据以及主观猜测，如有错误，请您指正。
非常感谢各位的观看！