PIC单片机之I2C总线
一、I2C总线特点
I2C 总线是主从结构，单片机是主器件，存储器是从器件。一条总线可以带多个从器件（ 也可以有多主结构），I2C 总线的SDA 和SCL 是双向的，开路门结构，通过上拉电阻接正电源。进行数据传输时，SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定。数据线的高或低电平状态只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变，如图1 所示。
图1 数据位的有效性规定
在SCL 线是高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换表示起始条件；当SCL 是高电平时SDA 线由低电平向高电平切换表示停止条件如图2 所示。
图2 起始和停止信号
发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位。
可以由高位到低位传输多个字节。每个字节后必须跟一个响应位（ACK）。响应时钟脉冲由主机产生。主机释放SDA 线从机将SDA 线拉低，并在时钟脉冲的高电平期间保持稳定。如图3 示。当主机接受数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由主机对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA 线，以允许主机产生终止或重复起始信号。
图3 字节格式与应答
二、数据帧格式
（1）主机向从机发送数据，数据的传送方向在传输过程中不改变，如图4 所示。
图4 主机向从机发送数据
注：阴影部分：表示主机向从机发送数据；无阴影部分：表示主机向从机读取数据。
A：表示应答；：表示非应答。S：起始信号；P ：终止信号。
（2）主机在第一个字节后，立即向从机读取数据，如图5 所示。
图5 主机在第一个字节后立即读从机
（3）复合格式，如图6 所示。传输改变方向的时候，起始条件和从机地址都会被重复，但R/ W-位取反。如果主机接收器发送一个停止或重复
起始信号，它之前应该发送了一个不响应信号（）。
图6 复合格式
由以上格式可见，无论哪种传输方式，起始信号、终止信号和地址均由主机发出（图中阴影部分），数据字节的传送方向则由寻址字节中的方向位
规定，每个字节的传送都必须有应答位（A 或）。
下面通过24C02 实例在增强型PIC 实验板上编程，其硬件原理图如图7 所示，U7 为实验板上24C02 芯片，SDA 与单片机的RB5 口相连，SCL 与单片机RB4 相连，七段数码管D5、D7、D8 组成了显示单元，字形码的数据通过RC 口送入，各数码管的显示片选信号分别不同的RA 口进行控制。
图7 读/ 写AT24C 系列存储器原理图
在MPLab IDE 软件中新建工程，加入源程序代码，同时进行芯片型号的选择和配置位的设置，我们实验所用的芯片型号为PIC16F877A。
编写的程序代码如下，其中程序流程图如图8 所示。 三、软件流程图
PIC单片机之I2C总线
