用I/O口模拟总线时序

在做总线通信过程中，我们很少会用到这样方法，一般在我们选择MCU的时候都会带有你所需要的通信接口。但是，对于一些简单的通信应该用的场合，一般在一些传感器的数据通信过程中，传感器厂商会将通信协议做一些改变，这些通信协议也没有一个标准的协议规定。以至于传感器的兼容性很差，甚至有时候找不到能够与其通信的MCU，这个时候有一种方法就是用I/O口来模拟通信总线（由于I/O速度的限制一般只适用于低速的通信总线）的时序。之前，用I2C通信做一个温湿度测量的工程，本篇文章就以一个例子来看看如何用I/O口对总线时序进行模拟。

我们平时计算机常用的RS232/485工作在异步工作状态时是有严格的数据时钟限制，也就是我们所说的波特率，通信的两个设备有相同的波特率才能正确的通信。对于同步通信一般没有严格的时间限制，总线通过高低电平来分辨数据是“0”还是“1”，有两个关键的时刻：上升沿，下降沿。它是用过上升沿和下降沿的时刻来读写数据的，也就是说这样的话通信频率不是固定的，因为通信的设备“数”的是上升沿和下降沿的数目，然后读写数据线上的数据。笔者做过实验，将I2C通信的频率降到了10Hz左右，这样用示波器能够很好的捕捉到每一个时钟，通信的结果也是正确的。

好了，直接来看案例吧。

通常我们的I2C的通信时序应该如下图所示，在时钟线拉高的情况下，将数据线拉低就会产生一个启动信号。但是传感器SHT的启动信号却是一个数据线拉低后，时钟线产生一个脉冲，而后再将数据线拉高，这样做的好处是在一定程度上确保了总线正确的启动，但是几乎与之匹配的MCU。这个时候就需要通过I/O模拟的方式来与SHT11完成通信。

 #define IIC_SCL RC0     //I2C时钟线
 #define IIC_SDA RC1     //I2C数据线
 #define IIC_SCL_DIR TRISC0   //I2C时钟线传输方向
 #define IIC_SDA_DIR TRISC1   //I2C数据线传输方向
 #define PORT_INPUT 1
 #define PORT_OUTPUT 0

 #define IIC_SCL_HIGH() IIC_SCL_DIR = PORT_INPUT           //时钟线拉高
 #define IIC_SCL_LOW()  IIC_SCL_DIR = PORT_OUTPUT;IIC_SCL=0//时钟线拉低
 #define IIC_SDA_HIGH() IIC_SDA_DIR = PORT_INPUT           //数据线拉高
 #define IIC_SDA_LOW()  IIC_SDA_DIR = PORT_OUTPUT;IIC_SDA=0//数据线拉低

 /***************
 *SHT11启动时序
 ***************/
 void SHT_START(void)
 {
 IIC_SCL_HIGH();
 IIC_SDA_HIGH();
 delay_us();
 IIC_SDA_LOW();
 delay_us();
 IIC_SCL_LOW();
 delay_us();
 IIC_SCL_HIGH();
 delay_us();
 IIC_SDA_HIGH();
 delay_us();
 IIC_SCL_LOW();
 }
 /***************
 *SHT11发送数据时序
 ***************/
 void SHT_SEND(uchar data)
 {uchar i,data1;
 for(i=;i<;i++)
 {
 data1=data<<i;
 if(!(data1&0x80))
 IIC_SDA_LOW();
 if(data1&0x80)
 IIC_SDA_HIGH();
 IIC_SCL_LOW();        //写完1位数据将时钟线拉低,等待发送
 delay_us();
 IIC_SCL_HIGH();        //时钟线上升沿，发送1位数据
 delay_us();           //等待1位数据发送完成
 }
 IIC_SCL_LOW();
 IIC_SDA_HIGH();        //8位数据发送完成，数据线拉高，等待SLAVE器件响应
 delay_us();
 IIC_SCL_HIGH();        //时钟线拉高，产生上升沿读取数据线是否SLAVE器件有响应
 //while(IIC_SDA==1);
 delay_us();
 IIC_SCL_LOW();
 IIC_SDA_HIGH();        //数据线拉高，时钟线拉低，等待转换完成
 }
 /***************
 *SHT11接收数据时序
 ***************/
 uint SHT_REC(void)
 {
 uint i;
 uint REC1=,REC0=,REC=;
 for(i=;i<;i++)
 {
 IIC_SCL_HIGH();        //转换完成，SLAVE器件将数据线拉低，时钟线产生上升沿读取高8位数据
 REC1=(REC1<<)+IIC_SDA;
 delay_us();
 IIC_SCL_LOW();                //将时钟线拉低，等待下一个上升沿的到来
 delay_us();
 }
 SHT_ASK();                 //高8位数据接收完毕，发送应答信号
 for(i=;i<;i++)
 {
 IIC_SCL_HIGH();        //转换完成，SLAVE器件将数据线拉低，时钟线产生上升沿读取低8位数据
 REC0=(REC0<<)+IIC_SDA;
 delay_us();
 IIC_SCL_LOW();
 delay_us();
 }
 SHT_STOP();        //低8位数据接收完毕，结束
 REC=(REC1<<)+REC0;
 return REC;
 }
 /***************
 *SHT11应答时序
 ***************/
 void SHT_ASK(void)
 {
 IIC_SCL_LOW();
 IIC_SDA_LOW();        //数据线拉低
 delay_us();
 IIC_SCL_HIGH();        //时钟线拉高才生应答信号
 delay_us();
 IIC_SDA_HIGH();
 IIC_SCL_LOW();
 delay_us();
 }
 /***************
 *SHT11停止时序
 ***************/
 void SHT_STOP(void)
 {
 IIC_SDA_HIGH();
 IIC_SCL_LOW();
 delay_us();
 IIC_SCL_HIGH();
 delay_us();
 IIC_SDA_HIGH();
 IIC_SCL_LOW();
 }