s5pv210——I2C基础详解、I2C时序详解
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參考博客：
http://blog.csdn.net/oqqhutu12345678/article/details/65445338
http://www.cnblogs.com/biaohc/p/6271335.html
https://blog.csdn.net/Mr_Lyoko/article/details/79598106
https://blog.csdn.net/lingfeng5/article/details/73361833（推薦）
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一、I2C介紹
1、物理接口：SCL+SDA
（1）SCL(serial clock)：時鐘線，傳輸CLK信號，一般是I2C主設備向從設備提供時鐘的通道。
（2）SDA(serial data)：數據線，通信數據（命令、地址、數據）都通過SDA線傳輸。
2、通信特征：串行、同步、電平、低速率
（1）串行通信。所有的數據以bit為單位在SDA線上串行傳輸（但每次傳輸8bit）。
（2）同步通信。即通信雙方工作在同一個時鐘。A方通過一根CLK信號線傳輸A的時鐘給B，B工作在A傳輸的時鐘下。
（3）非差分。因為I2C通信速率不高，而且通信雙方距離很近，所以使用電平信號通信。
（4）低速率。I2C一般用在同一個板子上的2個IC之間，傳輸的數據量不大，因此本身通信速率很低（一般幾百KHz，不同的I2C芯片的通信速率可能不同，具體在編程的時候要看設備允許的I2C通信最高速率）。
3、突出特征
（1）主設備+從設備
- 分主設備和從設備。通信由主設備發起和主導，從設備只是按照I2C時序協議被動的接受主設備的通信。
- 誰是主從設備，由通信雙方來決定（I2C協議并無規定）。
（2）可以多個設備掛在一條總線上（從設備地址）
- 主設備負責調度總線，決定某一時間和哪個從設備通信。
- 同一時刻，只能有一個從設備和主設備通信，其他從設備處于“冬眠”狀態。
- 每個I2C從設備在通信中都有一個I2C從設備地址，共7個bit，廣播地址全0。
- 它是從設備本身固有的屬性。通信時主設備需要知道從設備的地址，然后在通信中通過地址來甄別是不是自己要找的那個從設備。這個地址是一個電路板上唯一的，不是全球唯一的。
- 系統中可能有多個同種芯片，為此addr分為固定部分和可編程部份，細節視芯片而定，看datasheet。
- 理論上7位有128位地址，然而除去保留幾個保留地址如廣播地址0x00等，數量少于128個，且標準協議里預見了地址的局限性，擴充了10位地址的概念。
- 對于IIC可以掛多少個設備的問題：對于同一個地址的設備來說，在不進行地址擴充（片選）的情況下只能掛一個，對于不同的設備來說，標準協議里面沒有限制具體的個數的多少，這個由線路布線情況，軟件情況以及工作模式確定。對于標準模式，只要總線上的負載電容不超過400pf，不超過芯片的負載能力既可以。
（3）SDA傳輸數據是大端傳輸，是以字節為單位的，每次傳輸的有效數據都是1個字節（8位）。
4、應用領域
SoC和周邊外設之間的通信，典型的如EEPROM、電容觸摸IC、各種sensor等；
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二、I2C時序
1、I2C通信時序的四個元素
（1）開始信號、結束信號
SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。 ??
SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。
分析：跳變有兩個方向1->0和0->1，因為SDA總線空閑是1（由下圖可知），且只有下拉操作，故1->0是開始信號，1->1是結束信號。
（2）數據bit傳輸（應答 / “0”、非應答 / “1”）
SCL為高電平時，SDA線若保持穩定，那么SDA上是在傳輸數據bit。
SDA傳輸完一個字節后，主機會釋放SDA線（最后一位若是0，則取消下拉恢復為高電平1，或者最后一位本來就是1），這時SDA處于高電平的狀態，從機就可以控制SDA線了。
若從機下拉了SDA線并且主機從SDA讀到了這一個低電平，則表示從機發送了一個確認信號（0）。
若從機不對SDA下拉，則主機讀到SDA依然位高電平，故表示一個非應答信號（1）。
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2、I2C數據傳輸格式
（1）每一個通信周期的發起和結束都由主設備進行，從設備只有被動的響應主設備。
（2）在每個通信周期，主設備先發送8位的從設備地址
- 其中7位是從設備地址，1位表示主設備接下來是要寫數據到總線，還是從總線讀取數據；
- 主設備以廣播的形式發送，總線上的所有從設備都能收到這個信息；
- 從設備收到地址后，與本身的設備地址對比。
（3）發送方發送一段數據后，接收方需要回應一個ACK
- 這個響應只有1個bit位，只能表示2個意思，表示有無收到數據。
（4）在某個時刻，主設備和從設備只能有一個在發（占用總線，也就是向總線寫），另一個在收（從總線讀）。
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3、數據在總線上的傳輸協議
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a、綜述
（1）起始位及其后的8個clk中都是主設備在發送（主設備掌控總線），此時從設備只能讀取總線，通過讀總線來得知主設備發給從設備的信息；
（2）然后到了第9周期，按照協議規定從設備需要發送ACK給主設備，所以此時主設備必須釋放總線（主設備把總線置為高電平然后不要動），同時從設備試圖拉低總線發出ACK。
（3）如果從設備拉低總線失敗，或者從設備根本就沒有拉低總線，則主設備看到的現象就是總線在第9周期仍然一直保持高。這意味著主設備沒有收到ACK，主設備就認為剛才給從設備發送的8字節不對。
b、細述
主設備首先會發送7bit位的slave device地址，和1bit位的rean或者write命令。（這里的讀寫，講的是主機對總線的操作。比如寫，主機寫數據到總線，那么從機是讀的；比如讀，主機讀總線的數據，那么從機是寫的。）
（1）write命令
如果為write命令，則主設備釋放總線（If the I2C-bus is free, both SDA and SCL lines should be both at High level），即SDA為高位；然后從設備拉低SDA，表示ACK主設備；然后主設備再發送8bit數據，從設備再ACK(A)，通信結束(P)。
寫寄存器的標準流程：
1.??? Master發起START
2.??? Master發送I2C addr（7bit）和w操作0（1bit），等待ACK
3.??? Slave發送ACK
4.??? Master發送reg addr（8bit），等待ACK
5.??? Slave發送ACK
6.???Master發送data（8bit），即要寫入寄存器中的數據，等待ACK
7.??? Slave發送ACK
8.??? 第6步和第7步可以重復多次，即順序寫多個寄存器
9.??? Master發起STOP
（2）read命令
如果為read命令，則從設備先拉低SDA表示ACK主設備，然后再發送8bit數據。主設備拉低SDA表示ACK從設備（我已經讀取8bit的數據了），之后結束。
讀寄存器的標準流程
1、Master發送I2Caddr（7bit）和?W操作1（1bit），等待ACK
2.??? Slave發送ACK
3.??? Master發送reg addr（8bit），等待ACK
4.??? Slave發送ACK
5.???Master發起START
6.??? Master發送I2C addr（7bit）和?R操作1（1bit），等待ACK
7.??? Slave發送ACK
8.???Slave發送data（8bit），即寄存器里的值
9.???Master發送ACK
10.??? 第8步和第9步可以重復多次，即順序讀多個寄存器
總結
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