I2C協議詳解

一、I2C協議簡介

I2C總線是由Philips公司開發的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即可在連接于總線上的器件之間傳送信息。主器件用于啟動總線傳送數據，并產生時鐘以開放傳送的器件，此時任何被尋址的器件均被認為是從器件．在總線上主和從、發和收的關系不是恒定的，而取決于此時數據傳送方向。如果主機要發送數據給從器件，則主機首先尋址從器件，然后主動發送數據至從器件，最后由主機終止數據傳送；如果主機要接收從器件的數據，首先由主器件尋址從器件．然后主機接收從器件發送的數據，最后由主機終止接收過程。在這種情況下．主機負責產生定時時鐘和終止數據傳送。

二、I2C總線結構

I2C總線在物理連接上非常簡單，分別由SDA(串行數據線)和SCL(串行時鐘線)及上拉電阻組成。通信原理是通過對SCL和SDA線高低電平時序的控制，來產生I2C總線協議所需要的信號進行數據的傳遞。在總線空閑狀態時，這兩根線一般被上面所接的上拉電阻拉高，保持著高電平。

三、I2C總線的特征

I2C總線上的每一個設備都可以作為主設備或者從設備，而且每一個設備都會對應一個唯一的地址(可以從I2C器件的數據手冊得知)，主從設備之間就通過這個地址來確定與哪個器件進行通信，在通常的應用中，我們把CPU帶I2C總線接口的模塊作為主設備，把掛接在總線上的其他設備都作為從設備。I2C總線上的主設備與從設備之間以字節(8位)為單位進行雙向的數據傳輸。

四、I2C總線的三種狀態

• 空閑狀態

• 工作開始狀態

• 工作停止狀態

空閑狀態：當SCL與SDA同時為高電平時，為空閑態：

工作開始狀態：此時SCL為高，而SDA出現下降沿（START信號）：

工作停止狀態：此時SCL為高，而SDA出現上升沿（STOP信號）：

五、I2C總線協議

I2C協議規定，總線上數據的傳輸必須以一個起始信號作為開始條件，以一個結束信號作為傳輸的停止條件。起始和結束信號總是由主設備產生。總線在空閑狀態時，SCL和SDA都保持著高電平，當SCL為高電平時，SDA由高到低的跳變，則會產生一個起始條件；當SCL為高時，SDA由低到高的跳變，則會產生一個停止條件。在起始條件產生后，總線處于忙狀態，由本次數據傳輸的主從設備獨占，其他I2C器件無法訪問總線；而在停止條件產生后，本次數據傳輸的主從設備將釋放總線，總線再次處于空閑狀態，當然也可以不釋放總線，可以直接選取下一個從設備并且開始下一次傳輸，最后在釋放總線即可。

傳輸數據過程中，當SCL為高電平時，SDA的點平必須保持穩定，否則可能會產生開始位或者停止位，所以數據傳輸過程中，SCL為高電平時獲取SDA的數據，在SCL為低電平時可以進行點平的轉換（SCL為低電平時不會有影響）

六、I2C讀寫時序

• 寫時序

說明：主機要向從設備寫入數據時，主機先發送起始信號，再發送從機地址+讀寫位（AD+W），收到從機ACK后，主機發送寫入的寄存器地址，收到從機ACK后，主機發送要寫入的數據，收到從機的ACK后，主機發送停止位。

• 讀時序

說明：主機要從從設備讀取數據時，主機先發送起始信號，再發送從機地址+讀寫位（AD+W），收到從機ACK后，主機發送要讀取的寄存器地址，收到從機ACK后，因為要轉換數據流方向，主機要重新發送起始信號，接著發送從機地址+讀寫位（AD+R），收到從機的ACK后，開始讀取數據并發送ACK信號，數據接收完成后，主發送NACK信號和停止信號。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的I2C协议详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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