I2C是由Philips公司發(fā)明的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，僅使用兩根信號線：SerialClock（簡稱SCL）和SerialData（簡稱SDA）。I2C是總線結(jié)構(gòu)，1個Master，1個或多個Slave，各Slave設(shè)備以7位地址區(qū)分，地址后面再跟1位讀寫位，表示讀（=1）或者寫（=0），所以我們有時也可看到8位形式的設(shè)備地址，此時每個設(shè)備有讀、寫兩個地址，高7位地址其實(shí)是相同的。
I2C數(shù)據(jù)格式如下：
無數(shù)據(jù)：SCL=1，SDA=1；
開始位（Start）：當(dāng)SCL=1時，SDA由1向0跳變；
停止位（Stop）：當(dāng)SCL=1時，SDA由0向1跳變；
數(shù)據(jù)位：當(dāng)SCL由0向1跳變時，由發(fā)送方控制SDA，此時SDA為有效數(shù)據(jù)，不可隨意改變SDA；
當(dāng)SCL保持為0時，SDA上的數(shù)據(jù)可隨意改變；
地址位：定義同數(shù)據(jù)位，但只由Master發(fā)給Slave；
應(yīng)答位（ACK）：當(dāng)發(fā)送方傳送完8位時，發(fā)送方釋放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=0；
否應(yīng)答位（NACK）：當(dāng)發(fā)送方傳送完8位時，發(fā)送方釋放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=1。
當(dāng)數(shù)據(jù)為單字節(jié)傳送時，格式為：
開始位，8位地址位（含1位讀寫位），應(yīng)答，8位數(shù)據(jù)，應(yīng)答，停止位。
當(dāng)數(shù)據(jù)為一串字節(jié)傳送時，格式為：
開始位，8位地址位（含1位讀寫位），應(yīng)答，8位數(shù)據(jù)，應(yīng)答，8位數(shù)據(jù)，應(yīng)答，……，8位數(shù)據(jù)，應(yīng)答，停止位。
需要注意的是：
1，SCL一直由Master控制，SDA依照數(shù)據(jù)傳送的方向，讀數(shù)據(jù)時由Slave控制SDA，寫數(shù)據(jù)時由Master控制SDA。當(dāng)8位數(shù)據(jù)傳送完畢之后，應(yīng)答位或者否應(yīng)答位的SDA控制權(quán)與數(shù)據(jù)位傳送時相反。
2，開始位“Start”和停止位“Stop”，只能由Master來發(fā)出。
3，地址的8位傳送完畢后，成功配置地址的Slave設(shè)備必須發(fā)送“ACK”。否則否則一定時間之后Master視為超時，將放棄數(shù)據(jù)傳送，發(fā)送“Stop”。
4，當(dāng)寫數(shù)據(jù)的時候，Master每發(fā)送完8個數(shù)據(jù)位，Slave設(shè)備如果還有空間接受下一個字節(jié)應(yīng)該回答“ACK”，Slave設(shè)備如果沒有空間接受更多的字節(jié)應(yīng)該回答“NACK”，Master當(dāng)收到“NACK”或者一定時間之后沒收到任何數(shù)據(jù)將視為超時，此時Master放棄數(shù)據(jù)傳送，發(fā)送“Stop”。
5，當(dāng)讀數(shù)據(jù)的時候，Slave設(shè)備每發(fā)送完8個數(shù)據(jù)位，如果Master希望繼續(xù)讀下一個字節(jié)，Master應(yīng)該回答“ACK”以提示Slave準(zhǔn)備下一個數(shù)據(jù)，如果Master不希望讀取更多字節(jié)，Master應(yīng)該回答“NACK”以提示Slave設(shè)備準(zhǔn)備接收Stop信號。
6，當(dāng)Master速度過快Slave端來不及處理時，Slave設(shè)備可以拉低SCL不放（SCL=0將發(fā)生“線與”）以阻止Master發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。此時Master將視情況減慢或結(jié)束數(shù)據(jù)傳送。

7,I²C規(guī)程運(yùn)用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收據(jù)

定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 總線必須由主器件（通常

為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時鐘（SCL）控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止

條件。SDA線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA

狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。

?

在實(shí)際應(yīng)用中，并沒有強(qiáng)制規(guī)定數(shù)據(jù)接收方必須對于發(fā)送的8位數(shù)據(jù)做出回應(yīng)，尤其是在Master和Slave端都是用GPIO軟件模擬的方法來實(shí)現(xiàn)的情況下，編程者可以事先約定數(shù)據(jù)傳送的長度，不發(fā)送ACK，有時可以起到減少系統(tǒng)開銷的效果。

源碼:

/********************************************************************/

void i2c_init(void)
{
PACNT_init;
PADDR_init;
PADAT_init;

SCL_high;
SDA_high;
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_write(uint8 slave_address, uint8 *buffer, int byte_count, int freq)
{
????uint8 out_mask = 0x80;
????uint8 value = 0x00;
??uint8 send_byte = 0x00;
??uint8 status = 0x81;
??int count = 8;
??int clk_count = 0;
int i = 0;

/* Set delay value based on frequency. */
int D = (int) ((4000/freq) - 14);

slave_address = (slave_address & 0xFE);
?????????
??i2c_start();
??delay(500);
??
?? send_byte = slave_address;
????????
?? for(i = 0; i <= byte_count; i++)
?? {????
????count = 8;??
????out_mask = 0x80;
?????????
????/* Send data bytes one bit at a time. */???
????while(count > 0)
????{????????????
???? value = ((send_byte & out_mask) ? 1 : 0);
??????if (value == 1)
??????{
?????? PADAT_init;
????????SDA_high;}
??????else
??????{
?????? PADAT_init;
?????? SDA_low;}
???????
??????delay(D);?????
???????????????????
????????PADAT_init;
??????SCL_high;
??????
??????/* Clock stretching wait statement.??Wait until clock is released
??????by slave.??Only effects program on first iteration.??*/
?? while (((GPIO_PADAT & 0x0200) ? 1 : 0) == 0){;}

??????delay(2*D);??
???????
??????PADAT_init;
??????SCL_low;
??????delay(D);?
???????
??????out_mask >>= 1;?
??????count--;???
???? }
?????
???? PADAT_init;
???? SDA_high;??/* Let go of data pin. */
???? delay(D);?
??????
???? if (((GPIO_PADAT & 0x0400) ? 1 : 0) == 1)
???? {?
??????status = 0xA1; /* Transfer complete, bus busy, acknowledge not received. */
??????break; } /* If not acknowledged, exit loop. */
?????
????PADAT_init;
???? SCL_high;
???? delay(2*D);??
????
???? PADAT_init;
???? SCL_low;
???? status = 0xA0;??/* Transfer complete, bus busy, acknowledge received. */
???? delay(D);?
?????
???? send_byte = buffer[i];??????
????}
????
????PADAT_init;
????SDA_high;
????SCL_low;???
delay(100);
return(status);
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_read(uint8 slave_address, uint8 *buffer, int byte_count, int freq)
{
uint8 input_byte = 0x00;
uint8 value = 0x00;
uint8 out_mask = 0x80;
uint8 status = 0x81;
int count = 8;
int clk_count = 0;
int i = 0;

/* Set delay value based on frequency. */
int D = (int) ((4000/freq) - 14);

slave_address = (slave_address | 0x01);
???
i2c_start();
delay(500);
???????????????
/**********??Write Address Procedure **********/
??
?? while(count > 0)
?? {
????value = ((slave_address & out_mask) ? 1 : 0);
???? if (value == 1)
???? {
??????PADAT_init;
?????? SDA_high;}
???? else
???? {
??????PADAT_init;
??????SDA_low;}
??????delay(D);??????
???????????????????
??????PADAT_init;
???? SCL_high;
??????
???? /* Clock stretching wait.??Wait until clock is released
???? by slave.??*/
???? while (((GPIO_PADAT & 0x0200) ? 1 : 0) == 0){;}

???? delay(2*D);?
???????
???? PADAT_init;
???? SCL_low;
???? delay(D);??
???????
???? out_mask >>= 1;?
???? count--;?????????
??}
?????
????PADAT_init;
??SDA_high;??/* Let go of data pin. */
????delay(D);
????SCL_high;
????delay(2*D);??
????
????/* If not acknowleged, set status accordingly and exit read process. */
????if (((GPIO_PADAT & 0x0400) ? 1 : 0) == 1)
????{
???? status = 0xA1;
???? return(status);}
????
????PADAT_init;
????SCL_low;
????delay(D);

/**********??Begin Read Procedure **********/

/* Release SDA and SCL to initiate transfer. */
PADAT_init;????
SDA_high;
SCL_high;

for(i = 0; i < byte_count; i++)
{
??count = 8;
??input_byte = 0x00;
???
??PADAT_init;
??SCL_high;
???
??/* Clock stretching wait.??Wait until clock is released
???? by slave.??*/
??while (((GPIO_PADAT & 0x0200) ? 1 : 0) == 0){;}
???????????
??/* Loop for bit-by-bit read of data. */
??while(count > 0)?
??{
????PADAT_init;
????SCL_high;
????delay(D);??
????delay(4); /* Required to make read and write clocks the same freq. */
????
?? if ((GPIO_PADAT & 0x0600) == 0x0600)
????input_byte++;
??
?? delay(D);??
???
?? PADAT_init;
?? SCL_low;
?? delay(2*D);?
??????
?? if (count == 1)
????break;
?? else??
????input_byte <<= 1;
??
?? count--;
??}

??/* Write input byte to "read_buffer". */
??buffer[i] = input_byte;
????
??if(i == (byte_count - 1))
?? break;
?????
???? /* Below is the acknowledge procedure. */?????
???? PADAT_init;
???? SDA_low;
???? delay(D);??
???? SCL_high;?????
??delay(2*D);??
????
???? PADAT_init;
???? SCL_low;
???? delay(D);??
???? SDA_high;?
???? status = 0xA0;?
}?????

/* Standard protocol calls for the last read byte to
????not receive an acknowledge from the master. */?????
PADAT_init;
????SDA_high;
????SCL_high;?????
delay(2*D);?
?????
?? PADAT_init;
?? SCL_low;
?? delay(D);??
?? SDA_high;
?? status = 0xA1;
?? return(status);
}

/********************************************************************/

void i2c_start(void)
{
int clk_count = 0;
uint8 compare = 0x00;

PADAT_init;??
SDA_high;
delay(100);

PADAT_init;??
SCL_high;
delay(100);

/* Clock stretching wait.??Wait until clock is released
????by slave.??*/
while (((GPIO_PADAT & 0x0200) ? 1 : 0) == 0){;}????
??
PADAT_init;
SDA_low;
delay(100);
?????
????PADAT_init;??
SCL_low;
delay(100);
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_stop(void)
{
uint8 status = 0x00;
int clk_count = 0;
??
PADAT_init;
SCL_low;
delay(100);

PADAT_init;
SDA_low;
delay(100);
????
????PADAT_init;?
SCL_high;

/* Clock stretching wait statement.??Wait until clock is released
????by slave.??*/
while (((GPIO_PADAT & 0x0200) ? 1 : 0) == 0){;}
??????
delay(100);
????
????PADAT_init;?
SDA_high;
status = 0x81; /* Set bus idle. */
return(status);
}

/********************************************************************/

void delay(int value)
{
int clk_count = 0;
while (clk_count < value)
{clk_count++;}
}

/********************************************************************/

?

第二個例子

函數(shù)定義：

gpio_iic.h:

#ifndef __IIC_GPIO__
#define __IIC_GPIO__
void delay();
/*
設(shè)置scl引腳電平，0低電平，1高電平，其他值無效，返回值一直為0，留著它用。
*/
int set_scl( int value );

/*
得到scl引腳電平，0低電平，1高電平，必須是這兩個值，其他函數(shù)需要調(diào)用。
*/
int get_scl();

/*
設(shè)置sda引腳電平，0低電平，1高電平，其他值無效，返回值一直為0，留著它用。
*/
int set_sda( int value );

/*
得到sda引腳電平，0低電平，1高電平，必須是這兩個值，其他函數(shù)需要調(diào)用。
*/
int get_sda();

/*
重新發(fā)送iic start位，這個是在傳送數(shù)據(jù)過程中使用。
*/
void iic_restart();

/*
發(fā)送iic start位，這里假設(shè)總線空閑，此時SDL與SCL都為高電平。
*/
void iic_start();

/*
發(fā)送stop位，這里假設(shè)scl此時為低電平。
*/
void iic_stop();

/*
發(fā)送一個bit0，這里假設(shè)scl此時為低電平,sda電平不定。
*/
void send_bit0();

/*
發(fā)送一個bit 1,這里假設(shè)scl此時為低電平,sda電平不定。
?*/
void send_bit1();

/*
接收一個bit位，返回值只能是0或1。
?*/
int receive_bit();

/*
發(fā)送ACK，實(shí)際上是發(fā)送一個bit0.
*/
void send_ack();

/*
接收ACK。
*/
int receive_ack();

/*
接收一個字節(jié)。
*/
char receive_byte();

/*
接收一個buf,返回值總是為0，它不能保證從器件一定能收到ACK，也不能保證從器件正在工作。
*/
int receive_buf( char *buf, int buf_size );

/*
發(fā)送一個字節(jié)，返回ACK的值，發(fā)送時，沒有收到ACK會重試n次，這是常。
?*/
int send_byte( char data_byte );

/*
發(fā)送一個buf,返回值是成功發(fā)送，收到ACK的字節(jié)數(shù)量。
*/
int send_buf( char *buf, int buf_size );

#endif

gpio_iic.c:

#include "gpio_iic.h"
//#define __80C52__
#define __MINI2440__
#ifdef __MINI2440__
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/delay.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#endif

#ifdef __80C52__
#include <reg52.h>
sbit SCL? = P1^0;
sbit SDA??? = P1^1;
#endif

void delay()
{
#ifdef __MINI2440__
???? udelay(1);
#endif
#ifdef __80C52__
???? int i = 0;
???? for( i = 0; i < 10000; i ++ );
#endif
}
/*
設(shè)置scl引腳電平，0低電平，1高電平，其他值無效，返回值一直為0，留著它用。
*/
int set_scl( int value )
{

#ifdef __MINI2440__
//??? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(15), S3C2410_GPE15_IICSDA);
//???? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(14), S3C2410_GPE14_IICSCL);
???? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(14), S3C2410_GPIO_OUTPUT);
???? switch( value )
???? {
???? case 0:
????? s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE(14), 0); // IICSCL
????? break;
???? case 1:
????? s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE(14), 1); // IICSCL
????? break;
???? default:
????? break;
???? }
#endif

#ifdef __80C52__
???? if ( 0 == value )
????? SCL = 0;
???? else if ( 1 == value )
????? SCL = 1;
#endif
???? return 0;??????????????????
}

/*
得到scl引腳電平，0低電平，1高電平，必須是這兩個值，其他函數(shù)需要調(diào)用。
*/
int get_scl()
{
#ifdef __MINI2440__
???? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(14), S3C2410_GPIO_INPUT);
???? return s3c2410_gpio_getpin(S3C2410_GPE(14)) > 0 ? 1: 0;
#endif

#ifdef __80C52__
???? return SCL;
#endif
}

?

/*
設(shè)置sda引腳電平，0低電平，1高電平，其他值無效，返回值一直為0，留著它用。
*/
int set_sda( int value )
{
#ifdef __MINI2440__
???? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(15), S3C2410_GPIO_OUTPUT);
???? switch( value )
???? {
???? case 0:
????? s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE(15), 0); // IICSDA
????? break;
???? case 1:
????? s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPE(15), 1); // IICSDA
????? break;
???? default:
????? break;
???? }
#endif
#ifdef __80C52__
???? if ( 0 == value )
????? SDA = 0;
???? else if ( 1 == value )
????? SDA = 1;????
#endif????????
???? return 0;
}

?

/*
得到sda引腳電平，0低電平，1高電平，必須是這兩個值，其他函數(shù)需要調(diào)用。
*/
int get_sda()
{
#ifdef __MINI2440__
???? int sda_pin = 0;
???? s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(15), S3C2410_GPIO_INPUT);
???? sda_pin = s3c2410_gpio_getpin(S3C2410_GPE(15)) > 0 ? 1:0;
???? return sda_pin;
#endif
#ifdef __80C52__
???? return SDA;
#endif
}

/*
重新發(fā)送iic start位，這個是在傳送數(shù)據(jù)過程中使用。
*/
void iic_restart()
{
???? set_scl( 0 );
???? delay();
???? set_sda( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? set_sda( 0 );
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? delay();
}

/*
發(fā)送iic start位，這里假設(shè)總線空閑，此時SDL與SCL都為高電平。
*/
void iic_start()
{
???? set_sda( 0 );
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? delay();
}

/*
發(fā)送stop位，這里假設(shè)scl此時為低電平。
*/
void iic_stop()
{
???? set_sda( 0 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? set_sda( 1 );????????
???? delay();
}

/*
發(fā)送一個bit0，這里假設(shè)scl此時為低電平,sda電平不定。
*/
void send_bit0()
{
???? set_sda( 0 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? delay();
}

/*
發(fā)送一個bit 1,這里假設(shè)scl此時為低電平,sda電平不定。
?*/
void send_bit1()
{
???? set_sda( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? delay();
}

/*
接收一個bit位，返回值只能是0或1。
?*/
int receive_bit()
{
???? int value = -1;

???? set_sda( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? value = get_sda();
???? set_scl( 0 );
???? return value;????
}

/*
發(fā)送ACK，實(shí)際上是發(fā)送一個bit0.
*/
void send_ack( )
{
???? send_bit0();
}

/*
接收ACK。
*/
int receive_ack()
{
???? int ack = 1;
???? set_sda( 1 );
???? delay();
???? set_scl( 1 );
???? delay();
???? ack = get_sda();????????
???? delay();
???? set_scl( 0 );
???? return ack;
}

/*
接收一個字節(jié)。
*/
char receive_byte( )
{
???? int i = 0;
???? int recv_data = 0;
???? for ( i = 0; i < 8; i++ )
???? {
????? recv_data = recv_data | receive_bit();
????? if ( 7 == i )
?????????? break;
????? recv_data <<= 1;
???? }
???? send_ack();
???? return recv_data;????
}

/*
接收一個buf,返回值總是為0，它不能保證從器件一定能收到ACK，也不能保證從器件正在工作。
*/
int receive_buf( char *buf, int buf_size )
{
???? int i = 0;
???? for( i = 0; i < buf_size; i ++ )
???? {
????? buf[i] = receive_byte();
???? }
???? return buf_size;
}

/*
發(fā)送一個字節(jié)，返回ACK的值，發(fā)送時，沒有收到ACK會重試n次，這是常。
?*/
int send_byte( char data_byte )
{
???? int retry_count = 8;//重試次數(shù)。
???? int i = 0;
???? int ack = 1;????????
???? char send_data = 0;
???? send_data = data_byte;
???? do{
????? for ( i = 0; i < 8; i ++ )
????? {
?????????? if ( 0x80 & send_data )
??????????? send_bit1();
?????????? else
??????????? send_bit0();
?????????? send_data <<= 1;
????? }
????? ack = receive_ack();
????? if ( 0 == ack )
?????????? break;
????? send_data = data_byte;
????? retry_count --;
???? }
???? while( retry_count >= 0 );
???? return ack;
}

/*
發(fā)送一個buf,返回值是成功發(fā)送，收到ACK的字節(jié)數(shù)量。
*/
int send_buf( char *buf, int buf_size )
{
???? int i = 0;
???? int count = 0;
???? for ( i = 0; i < buf_size; i ++ )
???? {
????? if (0 != send_byte( buf[i] ) )
?????????? break;
????? count ++;
???? }
???? return count;????????
}

?

下面是可以用來讀寫at24c02的測試代碼，在mini2440板測試通過,

static void m24c02_send( int addr, char *buf,? int buf_size)
{
???? int count = 0;
???? int rev = -1;
??? iic_start();
??? rev = send_byte( 0xa0 );
??? rev = send_byte( (addr >> 0) & 0xff );
??? count = send_buf( buf, buf_size );
??? iic_stop();
?
}

static void m24c02_recv( int addr , char *buf, int buf_size )
{
????? iic_start();
??? send_byte( 0xa0 );
??? send_byte( (addr >> 0) & 0xff );
????? iic_restart();
??? send_byte( 0xa1 );
??? receive_buf( buf, buf_size );
??? iic_stop();
}?

?

?