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LPC2000系列I2C通信
I2C通信概述
I2C（Inter-IntegratedCircuit）是一种简单的双向两线制同步串行总线，用于连接同一电路板上的多个IC。I2C总线仅需两根线：SCL（串行时钟线）和SDA（串行数据线）。通过这些线，主设备可以与多个从设备进行通信，而从设备之间不直接通信。I2C总线的最大优点是其简单性和低引脚数，适用于短距离、低速通信。
I2C通信的基本特性
两线制：仅需SCL和SDA两根线。
多主设备：多个主设备可以共存于同一总线上。
多从设备：每个从设备有一个唯一的地址，主设备通过地址选择与哪个从设备通信。
半双工：在同一时间只能进行单向通信，但可以交替进行读写操作。
同步通信：数据传输由SCL时钟线同步。
起始和停止条件：主设备通过特定的信号组合来表示通信的开始和结束。
I2C通信协议
通信时序
I2C通信的基本时序包括起始条件、停止条件、应答和非应答信号。这些时序通过SCL和SDA线的状态变化来定义。
起始条件：当SCL线为高电平时，SDA线从高电平变为低电平。
停止条件：当SCL线为高电平时，SDA线从低电平变为高电平。
应答信号：当主设备发送一个字节后，从设备在第九个时钟周期通过拉低SDA线来表示应答。
非应答信号：从设备在第九个时钟周期保持SDA线为高电平，表示非应答。
数据传输
数据传输在I2C总线上以字节为单位进行。每个字节包含8位数据，每位数据在SCL线的一个时钟周期内传输。传输的方向可以是主设备到从设备（写操作），也可以是从设备到主设备（读操作）。
地址帧
在I2C通信中，主设备首先发送一个地址帧，包含7位或10位从设备地址和1位读写标志。从设备地址用于标识目标设备，读写标志指示是写操作还是读操作。
应答机制
应答机制用于确认数据的正确接收。主设备在发送每个字节后，等待从设备发送应答信号。如果从设备正确接收了数据，它会在第九个时钟周期拉低SDA线，表示应答。
LPC2000系列I2C硬件模块
LPC2000系列单片机内置了I2C硬件模块，支持I2C通信的基本功能。该模块包括以下主要寄存器：
I2CONSET：I2C控制寄存器（设置位）
I2CONCLR：I2C控制寄存器（清位）
I2STAT：I2C状态寄存器
I2DAT：I2C数据寄存器
I2SCLH和I2SCLL：I2C时钟控制寄存器
I2C硬件配置
在使用LPC2000系列单片机的I2C模块之前，需要进行硬件配置。主要包括设置引脚功能、配置时钟速度和初始化I2C控制器。
引脚配置
LPC2000系列单片机的I2C引脚通常为P0.10（SCL）和P0.11（SDA）。需要通过IO配置寄存器将这些引脚设置为I2C功能。
//设置P0.10和P0.11为I2C功能
voidI2C_PinConfig(void){
PINSEL0|=(121)|(122);//P0.10和P0.11设置为I2C功能
}
时钟配置
I2C时钟速度可以通过配置I2SCLH和I2SCLL寄存器来设置。这两个寄存器分别用于设置SCL高电平和低电平的持续时间。
//设置I2C时钟速度为100kHz
voidI2C_SetClockSpeed(void){
I2SCLH=0x0F;//高电平持续时间
I2SCLL=0x1F;//低电平持续时间
}
初始化I2C控制器
初始化I2C控制器包括设置引脚功能、配置时钟速度和使能I2C模块。
//初始化I2C控制器
voidI2C_Init(void){
I2C_PinConfig();//配置I2C引脚
I2C_SetClockSpeed();//设置I2C时钟速度
I2CONSET=I2C_EN|I2C_STA;//使能I2C并发送起始条件
}
I2C通信函数实现
起始条件
发送起始条件是I2C通信的开始。可以通过设置I2CONSET寄存器的I2C_STA位来发送起始条件。
//发送I2C起始条件
voidI2C_Start(void){
I2CONSET=I2C_STA;//发送起始条件
while(I2STAT!=0x08);//等待起始条件发送完成
}
停止条件
发送停止条件是I2C通信的结束。可以通过设置I2CONSET寄存器的I2C_STO位来发送停止条件。
//发送I2C停止条件
voidI2C_Stop(void){
I2CONSET=I2C_STO;//发送停止条件
while(I2CONSE