IIC总线

目录

一、I2C总线介绍

二、通信过程

三、I2C总线的信号类型

 3.1 开始信号(S)和结束信号(P)

 3.2 响应信号(ACK)

 四、IIC总线的数据传输格式

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一、I2C总线介绍

I2C(Inter-Integrated Circuit 集成电路)总线是Philips公司在八十年代初推出的一种串行、半双工的总线， 主要用于近距离、低速的芯片之间的通信；I2C总线有两根双向的信号线，一根数据线SDA用于收发数据，一根时钟线SCL用于通信双方时钟的同步；I2C总线硬件结构简单，简化了PCB布线，降低了系统成本，提高了系统可靠性，因此在各个领域得到了广泛应用。

I2C总线是一种多主机总线，连接在 I2C总线上的器件分为主机和从机。主机有权发起和结束一次通信，从机只能被动呼叫；当总线上有多个主机同时启用总线时，I2C也具备冲突检测和仲裁的功能来防止错误产生；每个连接到I2C总线上的器件都有一个唯一的地址（7bit） ，传输数据的设备间是简单的主/从关系，每个器件都可以作为主机也可以作为从机（但同一时刻只能有一个主机），总线上的器件增加和删除不影响其他器件正常工作；I2C总线在通信时总线上发送数据的器件为发送器，接收数据的器件为接收器。

I2C总线可以通过外部连线进行在线检测，便于系统故障诊断和调试，故障可以立即被寻址，软件也有利于标准化和模块化，缩短开发时间。

串行的8位双向数据传输速率在标准模式下可达100Kbit/s，快速模式下可达400Kbit/s，高速模式下

可达3.4Mbit/s。 

 

二、通信过程
 

 1. 主机发送起始信号启用总线

2. 主机发送一个字节数据指明从机地址和后续字节的传送方向

3. 被寻址的从机发送应答信号回应主机

4. 发送器发送一个字节数据

5. 接收器发送应答信号回应发送器

6. ........ （循环步骤4、5）

7. 通信完成后主机发送停止信号释放总线

 注意点：

        第4步和第5步用的是发送器和接收器，不是主机和从机，这是由第一个字节的最后一位决定主给从发，还是从给主发。也就是说， 第一个字节和最后的停止信号一定是主机发给从机，但中间就不一定了。

        发送数据过程中不允许改变发送方向
 

三、I2C总线的信号类型
 

 I2C总线在传送数据过程中共有3种类型信号： 开始信号、结束信号和响应信号。

 3.1 开始信号(S)和结束信号(P)

 开始信号:SCL 为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变， 开始传送数据

结束信号:SCL 为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变， 结束传送数据

 起始信号和停止信号都是由主机发出，起始信号产生后总线处于占用状态，停止信号产生后总线被释放，处于空闲状态。

空闲时，SCL与SDA都是高电平。

停止情况有两种：

        1. 主机不想发了，就发送停止信号；

        2. 从机不想接了，不应答，主机就发送停止信号结束此次通信。

 3.2 响应信号(ACK)

 接收器在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA电平

 注意:SDA上传输的数据必须在SCL为高电平期间保持稳定，SDA上的数据只能在SCL为低电平期间变化

 四、IIC总线的数据传输格式

 I2C总线通信时每个字节为8位长度，数据传送时，先传送最高位(MSB)，后传送低位，发送器发送完一个字节数据后接收器必须发送1位应答位来回应发送器，即一帧共有9位。

启动一个传输时，主机先发送S信号，然后发出8位数据。这8位数据中前7位为从机的地址，第8位表示传输的方向(0表示写操作，1表示读操作)。从机收到后会发出一个ACK信号.
 

 

 注意:

主机接收器在接收到最后一个字节后，也不会发出ACK信号。于是，从机发送器释放SDA线，以允许主机发出P信号结束传输。