I2C匯流排協議

1  I2C匯流排

IIC匯流排由數據線SDA和時鐘線SCL兩條線構成通信線，既可以發送數據，又可以接收數據。

IIC匯流排典型電路：SDA和SCL連接線上有兩個上拉電阻，所有的IIC設備並聯在匯流排上。

2  I2C信號

IIC匯流排通信有著嚴格的時序，如果時序錯誤將會無法通信。IIC匯流排在傳送數據的過程中，有三種信號。分別是開始信號、結束信號和應答信號。

（1）開始信號

SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，時序圖：

（2）結束信號

SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，時序圖：

（3）應答信號

發送器每發送一個位元組，就在時鐘信號脈衝第9位釋放數據線，由接收器反饋一個應答信號。應答信號為低電平時，認為有效應答ACK，表示接收器已經成功接收了該位元組，應答信號為高電平時，認為無效應答ACK，表示接收器沒有成功接收該位元組。

（4）空閑信號

SDA和SCL兩條信號線同時處於高電平時，規定匯流排為空閑狀態。

3  數據傳輸

所有數據（地址和數據）都是以8位一個位元組為單位傳送的。

按照IIC匯流排規範約定，傳送的消息由開始信號、定址位元組、數據位元組、應答信號及停止信號組成。

主機發送開始信號後，就發出定址信號。器件地址由7位和10位兩種，這裡只介紹7位地址定址。定址信息由一個位元組構成，高7位為地址位，最低位為傳輸方向位（R/W）。方向位（R/W）為0時，表明主機對從機寫操作。方向為（R/W）為1時，表明主機對從機讀操作。

定址位元組位定義：

主設備發送地址時，匯流排上的每個從設備都將這7位地址碼與自己的地址進行比較，如果相同，則認為自己被主設備定址，根據R/W位將自己確認為發送器或接收器。

從設備的地址由固定部分和用戶自定義部分組成：

1、固定部分：位7-4共4位決定。這是由從設備的生產廠商生產時就已經確定的值。

2、用戶自定義部分：位3-1共3位決定。這三位通常對應設備的3個引腳(A0-A2)。把3個引腳接到不同的電平上，就可以形成一個3位的數值。

數據位的有效性規定：IIC匯流排進行數據傳送時，時鐘信號SCL為高電平期間，數據線上的信號SDA必須保持穩定。只有SCL為低電平期間SDA上的電平才允許變化。因此在寫數據時，要在SCL為低的時候改變SDA。讀數據時要在SCL為高的時候讀SDA。