我们来学习如何使用 STM32F1 的 IO 口模拟 I2C 时序，并实现与AT24C02（EEPROM）之间的双向通信。要实现的功能是：首先检测 AT24C02芯片是否存在，如果存在则输出提示信息，然后通过按键 K_UP 和 K_DOWN 控制AT24C02 数据读写，并输出写入和读取的数据信息，最后让 D1 指示灯闪烁提示系统正常运行。

I2C 介绍

    I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C 总线只有两根双向信号线。一根是数据线 SDA，另一根是时钟线SCL。由于其管脚少，硬件实现简单，可扩展性强等特点，因此被广泛的使用在各大集成芯片内。下面我们就从 I2C 的物理层与协议层来了解 I2C。

I2C 物理层

    I2C 通信设备常用的连接方式如下图所示：

    它的物理层有如下特点：

（1）它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在

一个 I2C 通讯总线中，可连接多个 I2C 通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。

（2）一个 I2C 总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线(SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。

（3）每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。

（4）总线通过上拉电阻接到电源。当 I2C 设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。

（5）多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定

由哪个设备占用总线。

（6）具有三种传输模式：标准模式传输速率为 100kbit/s ，快速模式为

400kbit/s ，高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多 I2C 设备尚不支持高速

模式。

（7）连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制。

    下面我们来了解下 I2C总线常用的一些术语：

主机：启动数据传送并产生时钟信号的设备；

从机：被主机寻址的器件；

多主机：同时有多于一个主机尝试控制总线但不破坏传输；

主模式：用 I2CNDAT 支持自动字节计数的模式；位 I2CRM,I2CSTT,I2CSTP控制数据的接收和发送；

从模式：发送和接收操作都是由 I2C 模块自动控制的；

仲裁：是一个在有多个主机同时尝试控制总线但只允许其中一个控制总线并使传输不被破坏的过程；

同步：两个或多个器件同步时钟信号的过程；

发送器：发送数据到总线的器件；

接收器：从总线接收数据的器件。