CONTENTS
参考链接
【 https://zhuanlan.zhihu.com/p/26579936 】
【 https://zhuanlan.zhihu.com/p/137568249 】
【 https://blog.csdn.net/zhengqijun_/article/details/52217101 】
【 https://blog.csdn.net/qq_29344757/article/details/76520378 】
【 http://www.wangdali.net/i2c/ 】
2C(Inter－Integrated Circuit)是一个能够支持多个设备的总线，包含一条双向串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL。每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以通过该地址来访问不同设备。主机通过SDA线发送设备地址（SLAVE_ADDRESS）查找从机，SLAVE_ADDRESS可以是7位或10位，紧跟着SLAVE_ADDRESS的一个数据位用来表示数据传输方向，即第8位或11位。为0时表示写数据，为1时表示读数据。主机和从机的区别在于对SCL的发送权，只有主机才能发送SCL。
实现I2C需要两根信号线完成信息交换，SCL时钟信号线，SDA数据输入/输出线。它属于同步通信，由于输入输出数据均使用一根线，因此通信方向为半双工。
I2C最少只需要两根线，和异步串口类似，但可以支持多个slave设备。一个I2C理论上最多可挂载127个设备，但除去保留地址，最多可挂载112个设备。
和SPI不同的是，I2C可以支持multi-master系统，允许有多个master并且每个master都可以与所有的slaves通信（master之间不可通过I2C通信，并且每个master只能轮流使用I2C总线）。
I2C物理层
I2C协议层
以主机向从机写数据为例，其基本结构如图所示，依次为：
起始信号——从机地址——读写信号——数据位——应答位——… … ——停止位，如下图：
数据有效性
SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定，数据线的高或低电平状态只有在 SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变。
换言之，SCL为高电平时表示有效数据，SDA为高电平表示“1”，低电平表示“0”；SCL为低电平时表示无效数据，此时SDA会进行电平切换，为下次数据表示做准备。如下图：
起始条件S和停止条件P
起始条件S：当SCL高电平时，SDA由高电平向低电平转换；
停止条件P：当SCL高电平时，SDA由低电平向高电平转换。
起始和停止条件一般由主机产生。总线在起始条件后处于busy的状态，在停止条件的某段时间后，总线才再次处于空闲状态。下图为起始和停止条件的信号产生时序图。
数据传输格式
传输的每个字节必须为8位，而总字节数不受限制。每个字节后必须跟一个响应位。首先开始传输的是数据最高位，即MSB位。如果此时从机正忙于其他功能，如正在中断服务程序，则需要使SCL线保持低电平迫使主机进入等待状态，直到从机准备完成。数据接收方收到传输的一个字节数据后，需要给出响应，此时处在第九个时钟，发送端释放SDA线控制权，将SDA电平拉高，由接收方控制。作为数据接收端时，当设备(无论主从机)接收到I2C传输的一个字节数据或地址后，若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答(ACK)”信号，即SDA为低电平，发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答(NACK)”信号，即SDA为高电平，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。
发表评论