AVR/IIC总线详解：从AT24C02A应用看IIC通信

"这篇资料详细介绍了TWI(也称IIC)总线的概念、工作原理以及在实际应用中的操作步骤，特别提到了AT24C02A串行EEPROM作为示例。" TWI（Two-Wire Interface），通常也被称为IIC（Inter-Integrated Circuit），是一种简单且高效的两线通信协议，由飞利浦（现为NXP半导体）开发，广泛应用于微控制器之间或微控制器与外部设备之间的通信。这种通信协议只需要两条线：串行数据线SDA和串行时钟线SCL，就能实现双向数据传输。 1. IIC总线基础 - **总线结构**：IIC总线由SDA和SCL线构成，它们都需要上拉电阻来维持高电平状态，确保总线空闲时的稳定。 - **信号类型**：包括起始信号（START）、终止信号（STOP）和重复起始信号（REPEAT START）。起始信号是在SCL高电平时SDA由高变低；终止信号是SCL高电平时SDA由低变高；重复起始信号则在不释放终止信号的情况下，发起新的通信，常用于改变通信方向。 2. IIC总线仲裁（寻址） - **寻址机制**：主机通过发送特定的7位从机地址和1位读写标志来寻址从机。从机地址由硬件厂商设定，读写标志决定接下来的数据传输方向，1表示读取，0表示写入。 - **AT24C02A为例**：这是一种常见的串行EEPROM，其硬件地址的高四位固定为1010，低四位中的BIT1~3（A0~A2）可以编程设定，用于区分不同设备。 在实际应用中，使用TWI/IIC通信时，需要配置微控制器的相关寄存器，例如设置时钟频率、初始化总线、发送起始信号、写入或读取数据、以及发送终止信号等。具体步骤如下： 1. 初始化TWI/IIC：配置TWI控制器的时钟分频器，设定合适的时钟速度，以满足从机设备的要求。 2. 发送起始信号：通过软件模拟发送START条件，使总线进入传输状态。 3. 发送从机地址：结合读写标志，向总线发送从机的7位地址。 4. 确认响应：等待从机应答，如果从机正确接收到地址，它会在SCL的高电平期间拉低SDA线进行一次应答。 5. 数据传输：根据读写标志，进行数据的发送或接收。数据传输时，每次一位，由高位到低位。 6. 处理应答：在数据传输过程中，主机需要检测从机的应答，以确认数据正确接收。 7. 结束通信：若需结束通信，发送终止信号STOP，恢复正常状态。 虽然TWI/IIC的硬件接口看似复杂，但一旦理解了其基本原理和操作流程，就可以方便地集成到各种嵌入式系统中，实现不同设备间的高效通信。通过实际的程序示例和开发板实践，能更好地掌握这种通信协议的使用。