什么是IIC(I2C)？
IIC 即Inter-Integrated Circuit(集成电路总线），这种总线类型是由飞利浦半导体公司设计出来的一种简单、双向、二线制、同步串行总线。它是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实时数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线接口。
那么也就是说，只要收发双方同时接入SDA（双向数据线）、SCL（同步时钟线）便可以进行通信。
I2C总线的工作速度分为 3 种模式(实际上，IIC的通信速率由SCL决定)：
S（标准模式），测量与控制场合；
F（快速模式），速率为 400kb/s；（默认）
Hs（高速模式），速率为 3.4Mb/s。
IIC接线框图
一般情况下，SCL与SDA默认由上拉电阻拉高。这也是为了方便通信协议。
多机连接时，为了区分不同的从机，我们会使用自定义的地址码进行区分。
IIC的通信状态
IIC的通信要注意以下6个知识点:
1.空闲状态
2.开始信号
3.停止信号
4.应答信号
5.数据的有效性
6.数据传输
空闲状态：
在IIC中规定，当SDA、SCL同时为高电平时，视为空闲状态。
注意，这个规定是通信设备通信前的判断条件。
开始信号 & 停止信号：
在IIC中规定，当SCL为高电平，且SDA从高到低的跳变时，视为数据开始传输；
在IIC中规定，当SCL为高电平，且SDA从低到高的跳变时，视为数据停止传输；
数据有效性 & 数据传送 & 应答信号(ACK)
数据有效性：
在传输数据时，应保证数据在SCL的上升沿到来之前准备好，并在下降沿到来之前必须稳定。
（由于在电路中，电平的跳变往往伴随着毛刺。）
数据传送：
在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。
在一般情况下，传输数据时，从数据的最高有效位开始发送。
应答信号：
在IIC中规定，发送方每发送1个字节（8位）后需要接收接收方发送的应答信号。
ACK为0时，视为有效应答；ACK为1时，视为无效响应。
总结：谁发了数据，谁就要接收一个应答信号。
STM32 模拟IIC完整代码
/* https://blog.csdn.net/return_oops/article/details/80965437 */ //使用IIC1 挂载M24C02,OLED,LM75AD,HT1382 PB6,PB7 #define SDA_IN() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;} #define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;} //IO操作函数 #define IIC_SCL PBout(6) //SCL #define IIC_SDA PBout(7) //SDA #define READ_SDA PBin(7) //输入SDA //IIC所有操作函数 void IIC_Init(void); //初始化IIC的IO口 void IIC_Start(void); //发送IIC开始信号 void IIC_Stop(void); //发送IIC停止信号 void IIC_Send_Byte(u8 txd); //IIC发送一个字节 u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节 u8 IIC_Wait_Ack(void); //IIC等待ACK信号 void IIC_Ack(void); //IIC发送ACK信号 void IIC_NAck(void); //IIC不发送ACK信号 void I2C_WriteByte(uint16_t addr,uint8_t data,uint8_t device_addr); uint16_t I2C_ReadByte(uint16_t addr,uint8_t device_addr,uint8_t ByteNumToRead);//寄存器地址，器件地址，要读的字节数 void IIC_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); IIC_SCL=1; IIC_SDA=1; } //产生IIC起始信号 void IIC_Start(void) { SDA_OUT(); //sda线输出 IIC_SDA=1; IIC_SCL=1; delay_us(4); IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4); IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 } //产生IIC停止信号 void IIC_Stop(void) { SDA_OUT();//sda线输出 IIC_SCL=0; IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high delay_us(4); IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号 delay_us(4); } //等待应答信号到来 //返回值：1，接收应答失败 // 0，接收应答成功 u8 IIC_Wait_Ack(void) { u8 ucErrTime=0; SDA_IN(); //SDA设置为输入 IIC_SDA=1;delay_us(1); IIC_SCL=1;delay_us(1); while(READ_SDA) { ucErrTime++; if(ucErrTime>250) { IIC_Stop(); return 1; } } IIC_SCL=0;//时钟输出0 return 0; } //产生ACK应答 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ACK应答 void IIC_NAck(void) { IIC_SCL=0; SDA_OUT(); IIC_SDA=1; delay_us(2); IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0; } //IIC发送一个字节 //返回从机有无应答 //1，有应答 //0，无应答 void IIC_Send_Byte(u8 txd) { u8 t; SDA_OUT(); IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输 for(t=0;t<8;t++) { IIC_SDA=(txd&0x80)>>7; txd<<=1; delay_us(2); //对TEA5767这三个延时都是必须的 IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2); } } //读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack) { unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA设置为输入 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();//发送nACK else IIC_Ack(); //发送ACK return receive; } void I2C_WriteByte(uint16_t addr,uint8_t data,uint8_t device_addr) { IIC_Start(); if(device_addr==0xA0) //eeprom地址大于1字节 IIC_Send_Byte(0xA0 + ((addr/256)<<1));//发送高地址 else IIC_Send_Byte(device_addr); //发器件地址 IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr&0xFF); //发送低地址 IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(data); //发送字节 IIC_Wait_Ack(); IIC_Stop();//产生一个停止条件 if(device_addr==0xA0) // delay_ms(10); else delay_us(2); } uint16_t I2C_ReadByte(uint16_t addr,uint8_t device_addr,uint8_t ByteNumToRead) //读寄存器或读数据 { uint16_t data; IIC_Start(); if(device_addr==0xA0) IIC_Send_Byte(0xA0 + ((addr/256)<<1)); else IIC_Send_Byte(device_addr); IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr&0xFF); //发送低地址 IIC_Wait_Ack(); IIC_Start(); IIC_Send_Byte(device_addr+1); //发器件地址 IIC_Wait_Ack(); if(ByteNumToRead == 1)//LM75温度数据为11bit { data=IIC_Read_Byte(0); } else { data=IIC_Read_Byte(1); data=(data<<8)+IIC_Read_Byte(0); } IIC_Stop();//产生一个停止条件 return data; }