I2C控制器及其应用

I2C(Inter--Integrated Circuit))芯片与芯片之间的通讯,

集成电路总线，它由飞利浦（现为NXP)公司在20世纪80年代开发，是一种广泛用于嵌入式系统的
同步、串行、半双工通信协议，用于在同一块电路板上的集成电路之间进行通信。
I2C总线是一种物理通信架构，用于连接多个设备，实现设备之间的数据传输。

SCL(serial clock)：时钟线，传输CLK信号，一般是I2C主设备向从设备提供时钟的通道。
SDA(serial data): 数据线，通信数据都通过SDA线传输

快速模式下，数据传输速率为400Kb/s。
高速模式下，数据传输速率为3.4Mb/s

I2C总线上可以挂载一个主设备和多个从设备，实现一对一(一个主设备 + 一个从设备)或者一对多(一个主设备 + 多个从设备)的通信；
主设备负责调度总线，决定某个时间和其中一个从设备通信。在同一时间，只有主设备和其中一个从设备通信，其余的从设备处于等待状态，等待主设备与其通信；
每个从设备在I2C总线上都有唯一的地址，主设备就是通过地址来区分不同的从设备，从而决定和哪一个从设备通信。

读模式

主设备发送开始信号；
主设备接着发送8bit数据，其中7bit是从设备的地址，1bit表示此次主设备是要读数据还是写数据；
从设备发送ACK响应信号；
从设备将数据每次发送8bit到SDA线上，主设备接收到发送ACK响应信号；
当主设备接收完数据后，发送一个停止信号；

写模式

主设备发送开始信号；
主设备接着发送8bit数据，其中7bit是从设备的地址，1bit表示此次主设备是要读数据还是写数据；
从设备发送ACK响应信号；
主设备将要写的数据每次发送8bit到SDA线上，从设备接收到发送ACK响应信号；
当主设备发送完数据后，发送一个停止信号；

I2C通信接收流程

通过操作I2CCON寄存器，将设备配置成主发送模式；
将从设备的地址写到I2CDS寄存器中；
往I2CSTAT寄存器写0xF0，让I2C控制器产生一个开始信号；
移位寄存器将I2CDS里的数据发送到SDA总线上；
在收到ACK信号后，中断被挂起，需要中断处理程序来处理；
中断处理程序判断是否是要结束本次通信；
如果不是结束本次通信，则将新的数据写到I2CDS寄存器中，然后清中断挂起标志，将数据发送到SDA总线上，等待ACK信号，进入下一次判断；
如果是要结束本次通信，则往I2CSTAT寄存器中写0xD0，产生一个停止信号，清中断挂起标志，等停止信号发送完毕则结束本次通信

I2C通信发送流程

通过操作I2CCON寄存器，将设备配置成从发送模式；
在SDA总线上检测到开始信号，I2CDS寄存器接收到数据；
将I2CDS寄存器中接收到的数据和I2CADD寄存器中保存的地址进行比较；
判断是否匹配；
如果不匹配，则表示主设备不是和自己通信，不用再进行下面的步骤；
2C地址匹配则中断产生，告诉设备主设备要和自己通信，并发送一个ACK信号；
写数据到I2CDS寄存器，然后清中断；
判断是否要停止本次通信，也就是有没有检测到主设备发送停止信号；
如果不停止通信，则将I2CDS寄存器中的数据发送到SDA总线上，然后产生中断，重复之前的步骤；
如果是停止本次通信，则不再做响应即可；