【总线协议】I2C

两线制

I2C总线具有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

SCL为高，SDA稳定，则数据有效

举例，下图表示1010000

SCL为高，SDA信号下降沿，传输开始

SCL为高，SDA信号上升沿，传输结束

数据传输

I2C 总线上可以挂多个主设备，多个从设备（外围设备）。每个接到 I2C 总线上的器件都有唯一的地址。这时主机即为发送端，总线上收数据的器件则为接收端。

1. 多主机仲裁

   • 主机只能在总线空闲时启动传输。多个主机可能在起始条件的最小持续时间内产生一个起始条件，结果在总线上产生一个规定的起始条件。

   • 当 SCL 线是高电平时，仲裁在 SDA 线发生。在其他主机发送低电平时，发送高电平的主机将断开它的数据输出级，因为总线上的电平与它自己的电平不相同。

     

2. 总线寻址

   • 采用7位的寻址字节（寻址字节是起始信号后第一个字节），D7~D1位组成从机的地址，D0位是数据传送方向，为 “0” 时表示主机向从机写数据，为 “1” 时表示主机由从机读数据。
   • 主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，若相同，则认为自己正在被主机寻址。

3. 写数据

   • 完整的一次写数据，如下图所示

     

4. 读数据

   • 完整的一次读数据，如下图所示

     

5. 应答信号

   • 如读写图所示，应答信号由从机产生，非应答信号可能是主机产生也可能是从机产生，产生非应答信号的情况主要有以下几种：
     • I2C总线上没有主机所指定地址的从机设备；
     • 从机正在执行一些操作，处于忙状态，还没有准备好与主机通讯；
     • 主机发送的一些控制命令，从机不支持；
     • 主机接收从机数据时，主机产生非应答信号，通知从机数据传输结束，不要再发数据了。