PIC18F软件模拟IIC程序

下面是一个基于PIC18F系列微控制器的软件模拟I2C通信的示例程序，供参考：

#include <xc.h>

// 定义I2C通信使用的端口和引脚
#define SDA_PIN PORTCbits.RC0
#define SDA_TRIS TRISCbits.TRISC0
#define SCL_PIN PORTCbits.RC1
#define SCL_TRIS TRISCbits.TRISC1

// 定义I2C通信的时钟频率
#define I2C_CLOCK_FREQ 100000

// 定义I2C通信的状态
typedef enum {
    I2C_IDLE,        // 空闲状态
    I2C_START,       // 启动状态
    I2C_RESTART,     // 重新启动状态
    I2C_ADDR_WRITE,  // 地址写状态
    I2C_ADDR_READ,   // 地址读状态
    I2C_DATA_WRITE,  // 数据写状态
    I2C_DATA_READ,   // 数据读状态
    I2C_STOP,        // 停止状态
} i2c_state_t;

// I2C通信的状态变量
static i2c_state_t i2c_state = I2C_IDLE;

// I2C通信的发送/接收缓冲区
static uint8_t i2c_buffer[20];
static uint8_t i2c_buffer_idx = 0;
static uint8_t i2c_buffer_len = 0;

// I2C通信的地址和数据
static uint8_t i2c_addr = 0;
static uint8_t i2c_data = 0;

// I2C通信的延时函数
void i2c_delay(void) {
    __delay_us(1000000 / (4 * I2C_CLOCK_FREQ));
}

// I2C通信的开始/停止条件
void i2c_start_stop(uint8_t state) {
    SDA_TRIS = 0;
    SCL_TRIS = 0;
    SDA_PIN = state;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = state;
    i2c_delay();
}

// I2C通信的发送ACK信号
void i2c_send_ack(void) {
    SDA_TRIS = 0;
    SDA_PIN = 0;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = 1;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = 0;
    i2c_delay();
}

// I2C通信的发送NACK信号
void i2c_send_nack(void) {
    SDA_TRIS = 0;
    SDA_PIN = 1;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = 1;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = 0;
    i2c_delay();
}

// I2C通信的读取ACK信号
uint8_t i2c_read_ack(void) {
    uint8_t ack;
    SDA_TRIS = 1;
    SDA_PIN = 1;
    i2c_delay();
    SCL_PIN = 1;
    i2c_delay();
    ack = SDA_PIN;
    SCL_PIN = 0;
    i2c_delay();
    return ack;
}

// I2C通信的写入一个字节
void i2c_write_byte(uint8_t data) {
    uint8_t i;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        SDA_TRIS = 0;
        SDA_PIN = (data & 0x80) ? 1 : 0;
        i2c_delay();
        SCL_PIN = 1;
        i2c_delay();
        SCL_PIN = 0;
        i2c_delay();
        data <<= 1;
    }
    i2c_read_ack();
}

// I2C通信的读取一个字节
uint8_t i2c_read_byte(uint8_t ack) {
    uint8_t i, data = 0;
    SDA_TRIS = 1;
    SDA_PIN = 1;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        SCL_PIN = 1;
        i2c_delay();
        data <<= 1;
        data |= SDA_PIN;
        SCL_PIN = 0;
        i2c_delay();
    }
    if (ack) {
        i2c_send_ack();
    } else {
        i2c_send_nack();
    }
    return data;
}

// I2C通信的中断服务函数
void __interrupt() i2c_isr(void) {
    uint8_t status = SSPSTAT;
    uint8_t data = SSPBUF;
    switch (status & 0x3F) {
        case 0x03:  // 发送地址+写命令
            i2c_state = I2C_ADDR_WRITE;
            i2c_addr = data;
            i2c_buffer_idx = 0;
            SSPBUF = 0;
            break;
        case 0x05:  // 发送数据
            if (i2c_state == I2C_ADDR_WRITE) {
                i2c_state = I2C_DATA_WRITE;
            }
            i2c_buffer[i2c_buffer_idx++] = data;
            SSPBUF = 0;
            break;
        case 0x09:  // 发送地址+读命令
            i2c_state = I2C_ADDR_READ;
            i2c_addr = data;
            SSPBUF = 0;
            break;
        case 0x01:  // 接收数据
            if (i2c_state == I2C_ADDR_READ) {
                i2c_state = I2C_DATA_READ;
                i2c_buffer_len = data;
            } else {
                i2c_buffer[i2c_buffer_idx++] = data;
                if (i2c_buffer_idx < i2c_buffer_len) {
                    SSPBUF = 0;
                } else {
                    i2c_start_stop(0);
                    i2c_state = I2C_IDLE;
                }
            }
            i2c_send_ack();
            break;
        case 0x0F:  // 停止
            i2c_start_stop(0);
            i2c_state = I2C_IDLE;
            break;
    }
    PIR1bits.SSPIF = 0;
}

// 主函数
void main(void) {
    // 初始化I2C通信的端口和引脚
    SDA_TRIS = 1;
    SDA_PIN = 1;
    SCL_TRIS = 1;
    SCL_PIN = 1;

    // 配置I2C通信的时钟频率
    SSPCON1bits.SSPM = 0b1000;
    SSPCON1bits.SSPEN = 1;
    SSPADD = (_XTAL_FREQ / (4 * I2C_CLOCK_FREQ)) - 1;

    // 配置I2C通信的中断
    PIR1bits.SSPIF = 0;
    PIE1bits.SSPIE = 1;
    INTCONbits.PEIE = 1;
    INTCONbits.GIE = 1;

    // 主循环
    while (1) {
        // 在此处添加需要执行的代码
    }
}

在上面的程序中，我们首先定义了I2C通信使用的端口和引脚，然后定义了I2C通信的状态和缓冲区。在主函数中，我们首先初始化了I2C通信的端口和引脚，并配置了I2C通信的时钟频率和中断。在主循环中，我们可以添加需要执行的代码。在中断服务函数中，我们根据I2C通信的状态和命令来执行相应的操作。例如，当接收到地址+写命令时，我们将状态设置为地址写状态，并保存地址和数据缓冲区的索引；当接收到数据时，如果当前状态为地址写状态，则将状态设置为数据写状态，并将数据存入缓冲区；当接收到地址+读命令时，我们将状态设置为地址读状态，并保存地址；当接收到数据时，如果当前状态为地址读状态，则将状态设置为数据读状态，并将数据长度存入缓冲区，否则将数据存入缓冲区，并判断是否到达了数据长度的末尾。最后，在停止状态下，我们将状态设置为空闲状态，并清除中断标志位。