I2C 總線(xiàn)協(xié)議的簡(jiǎn)單總結

工作速率有100K和400K兩種；

支持多機通訊；

支持多主控模塊，但同一時(shí)刻只允許有一個(gè)主控；

由數據線(xiàn)SDA和時(shí)鐘SCL構成的串行總線(xiàn)；

每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址；

每個(gè)器件可以使用獨立電源

二. 基本工作原理:

以啟動(dòng)信號START來(lái)掌管總線(xiàn)，以停止信號STOP來(lái)釋放總線(xiàn)；

每次通訊以START開(kāi)始，以STOP結束；

啟動(dòng)信號START后緊接著(zhù)發(fā)送一個(gè)地址字節，其中7位為被控器件的地址碼，一位為讀/寫(xiě)控制位R/W,R. /W位為0表示由主控向被控器件寫(xiě)數據，R/W為1表示由主控向被控器件讀數據；

當被控器件檢測到收到的地址與自己的地址相同時(shí)，在第9個(gè)時(shí)鐘期間反饋應答信號；

每個(gè)數據字節在傳送時(shí)都是高位(MSB)在前；

寫(xiě)通訊過(guò)程:

1. 主控在檢測到總線(xiàn)空閑的狀況下，首先發(fā)送一個(gè)START信號掌管總線(xiàn)；

2. 發(fā)送一個(gè)地址字節(包括7位地址碼和一位R/W)；

3. 當被控器件檢測到主控發(fā)送的地址與自己的地址相同時(shí)發(fā)送一個(gè)應答信號(ACK)；

4. 主控收到ACK后開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)數據字節；

5. 被控器收到數據字節后發(fā)送一個(gè)ACK表示繼續傳送數據，發(fā)送NACK表示傳送數據結束；

6. 主控發(fā)送完全部數據后，發(fā)送一個(gè)停止位STOP，結束整個(gè)通訊并且釋放總線(xiàn)；

讀通訊過(guò)程:

1. 主控在檢測到總線(xiàn)空閑的狀況下，首先發(fā)送一個(gè)START信號掌管總線(xiàn)；

2. 發(fā)送一個(gè)地址字節(包括7位地址碼和一位R/W)；

3. 當被控器件檢測到主控發(fā)送的地址與自己的地址相同時(shí)發(fā)送一個(gè)應答信號(ACK)；

4. 主控收到ACK后釋放數據總線(xiàn)，開(kāi)始接收第一個(gè)數據字節；

5. 主控收到數據后發(fā)送ACK表示繼續傳送數據，發(fā)送NACK表示傳送數據結束；

6. 主控發(fā)送完全部數據后，發(fā)送一個(gè)停止位STOP，結束整個(gè)通訊并且釋放總線(xiàn)；

四. 總線(xiàn)信號時(shí)序分析

1. 總線(xiàn)空閑狀態(tài)

SDA和SCL兩條信號線(xiàn)都處于高電平，即總線(xiàn)上所有的器件都釋放總線(xiàn)，兩條信號線(xiàn)各自的上拉電阻把電平拉高；

2. 啟動(dòng)信號START

時(shí)鐘信號SCL保持高電平，數據信號SDA的電平被拉低(即負跳變)。啟動(dòng)信號必須是跳變信號，而且在建立該信號前必修保證總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)；

3. 停止信號STOP

時(shí)鐘信號SCL保持高電平，數據線(xiàn)被釋放，使得SDA返回高電平(即正跳變)，停止信號也必須是跳變信號。

4. 數據傳送

SCL線(xiàn)呈現高電平期間，SDA線(xiàn)上的電平必須保持穩定，低電平表示0(此時(shí)的線(xiàn)電壓為地電壓)，高電平表示1(此時(shí)的電壓由元器件的VDD決定)。只有在SCL線(xiàn)為低電平期間，SDA上的電平允許變化。

5. 應答信號ACK

I2C總線(xiàn)的數據都是以字節(8位)的方式傳送的，發(fā)送器件每發(fā)送一個(gè)字節之后，在時(shí)鐘的第9個(gè)脈沖期間釋放數據總線(xiàn)，由接收器發(fā)送一個(gè)ACK(把數據總線(xiàn)的電平拉低)來(lái)表示數據成功接收。

6. 無(wú)應答信號NACK

在時(shí)鐘的第9個(gè)脈沖期間發(fā)送器釋放數據總線(xiàn)，接收器不拉低數據總線(xiàn)表示一個(gè)NACK，NACK有兩種用途:

a. 一般表示接收器未成功接收數據字節；

b. 當接收器是主控器時(shí)，它收到最后一個(gè)字節后，應發(fā)送一個(gè)NACK信號，以通知被控發(fā)送器結束數據發(fā)送，并釋放總線(xiàn)，以便主控接收器發(fā)送一個(gè)停止信號STOP。

五. 尋址約定

地址的分配方法有兩種:

1. 含CPU的智能器件，地址由軟件初始化時(shí)定義，但不能與其它的器件有沖突；

2. 不含CPU的非智能器件，由廠(chǎng)家在器件內部固化，不可改變。

高7位為地址碼，其分為兩部分:

1. 高4位屬于固定地址不可改變，由廠(chǎng)家固化的統一地址；

2. 低三位為引腳設定地址，可以由外部引腳來(lái)設定(并非所有器件都可以設定)；