一、背景介紹
一般單片機之間通信由Mcu的硬件模塊完成，一般有：Spi、IIC、Uart、Can等，但也會遇到通信接口全部用完，則可以使用IO來模擬做通信協議。以下例程中，主機使用3個IO，從機也使用3個IO，實現主機發數據給從機的目的。（因沒有使用到從機給主機發數據，所以沒有設計）
二、使用過程設計
在比較熟悉Iic、Spi等通信協議，瞭解時鐘、數據線等之後，便可以嘗試使用IO來模擬實現通信協議。
在此應用中，主機使用3個普通Io，從機使用3個普通Io。分別用作：片選CS，時鐘線SCL，數據線SDA。CS線從機控制，SCL和SDA線主機控制。時序圖如下所示
由於從機比較空閒（此實際應用中從機在2Ms內有80%時間處於空閒），所以在從機可以接收數據時，把CS線拉高，此時主機在想發數據時查詢CS線是否處於高電平，處於高電平時，通過控制SCL和SDA線發送串行16Bit數據。
三、主機程序設計思路
主機通過查詢CS線到拉高時，則通過控制SDA和SCL發送數據。
/*調用此函數，下發2個8Bit（16Bit）數據*/
void ArrayShowDriveProcess(UINT8 data1, UINT8 data2)
{
UINT8 i;
UINT16 tempTransferData;
UINT32 tempData;
tempData = GetMs(0);
while((GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_CS_PIN) == 0)
{//等待CS線拉高
if((GetMs(0) - tempData) > 3)
{//OverTime, return back. //3Ms內還沒等到CS線拉高，發送失敗，退出發送
return;
}
}
{//SDA High，開始傳輸，大約需要75Us傳輸完成16Bit。Clk=200KHz
GpioOutDataClrBits(COM_PORT,COM_SCL_PIN); //拉低SCL
tempTransferData = ((data2<<8)|data1);
for(i = 0 ; i < 16 ; i++ ) //循環16次，發送16Bit數據
{
GpioOutDataClrBits(COM_PORT,COM_SCL_PIN);
if(tempTransferData&BIT15)
GpioOutDataSetBits(COM_PORT,COM_SDA_PIN);//拉SDA = 1
else
GpioOutDataClrBits(COM_PORT,COM_SDA_PIN);//拉SDA = 0
tempTransferData <<= 1;
__ASM
{
/*1*//*等待一定時間，此處用Nop方便控制時鐘頻率*/
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
}
GpioOutDataSetBits(COM_PORT,COM_SCL_PIN); //拉高CS
__ASM
{
/*1*//*等待一定時間，此處用Nop方便控制時鐘頻率*/
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;NOP;
}
}
}
return; //發送完成，退出
}
四、從機程序設計
從機在可接收數據時，拉高CS線後通過查詢SCL和接收SDA發來的數據。
UINT32 tempData;
UINT32 tempData2;
UINT8 i,ioRec;
tempData2 = GetMs(0);
GpioOutDataSetBits(COM_PORT, COM_CS_PIN); //拉高CS，從機可接收數據
while((GetMs(0) - tempData2) < 2) //在2Ms內查詢是否需要接收數據
{
if( (GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_SCL_PIN) == 0) //判斷CS線
{//查詢到時鐘線下降，開始傳輸
ioRec = 0;
tempData = GetMs(0);
for(i = 0; i < 16;) //循環查收16Bit數據
{
if((ioRec == 0)&&(GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_SCL_PIN))
{//Low To High //SCL電平從低變高
ioRec = 1;
recData <<= 1;
if((GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_SDA_PIN))
{
recData |= BIT0; //SDA電平高，接收1
}
else// if(GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_SDA_PIN)
{
recData &= (~BIT0); //SDA電平低，接收0
}
i++;
}
else if((ioRec == 1)&&((GpioInDataGet(COM_PORT)&COM_SCL_PIN) == 0))
{//High to Low //SCL電平從高變低
ioRec = 0;
}
else
{//Judge Over Time
if((GetMs(0) - tempData) > 2) //2Ms Over Time.
{ //判斷接收是否超時。超過2Ms，拉高CS退出
GpioOutDataClrBits(COM_PORT, COM_CS_PIN);
recData = 0xFF;
break;
}
}
}
GpioOutDataClrBits(COM_PORT, COM_CS_PIN); //接收完成，拉高CS線
}
GpioOutDataClrBits(COM_PORT, COM_CS_PIN); //等待接收時間完成，退出後拉高拉高CS線
五、總結
一般做模擬主機發送比較簡單，只需在發送時控制信號線和時鐘線，按照速率發送數據即可。
做從機的接收都比較複雜，而且對從機的響應速度有要求（如果從機中斷程序較多，則會影響響應速度），需要從機比較空閒才能做接收。另外，一般做從機的模擬接收也可通過IO的中斷，來達到及時響應的目的。
在此應用中，因爲從機固定在2Ms內有80%的時間可拉高接收數據，而且從機程序架構比較簡單，也沒有中斷服務程序，纔可以這樣做。以後遇到問題具體問題再具體分析。