I2C (一) 协议

I2C协议

两条线 
    2条双向串行线，一条数据线SDA，一条时钟线SCL。
    且两条线都被上拉电阻上拉

// linux代码 Documentation/i2c/i2c-protocol
协议包括START、ACK、NACK、STOP。尽管协议中规定START必须，其他几个非必须，但实际上其他三个仍旧非常重要。 

主发从收：主 START -> 主发地址(+ write bit 0) -> 从 ACK -> (主发数据 -> 从 ACK (循环)) -> 主 STOP 或 主 START 启动下一次传输 
这一过程中，主控SCL线，从只在ACK时控SDA线，其他时刻主控SDA线。 


主收从发：主 START -> 从发地址(+ read bit 1) -> 主 ACK -> (从发数据 -> 主ACK (循环)) -> 接受至最后一个字节时，主 NACK -> 主 STOP 或 主 START 启动下一次传输 


I2C重要时序:
1.读写寄存器的顺序
写
主 START -> 主发地址(+ write bit 0) -> 从 ACK -> 主发寄存器地址 -> 从 ACK -> 主发寄存器值 -> 从 ACK -> 主 STOP
读
主 START -> 主发地址(+ write bit 0) -> 从 ACK -> 主发寄存器地址 -> 从 ACK -> /*主 STOP(中间没有stop)->*/ 主 START -> 从发地址(地址为设备的地址+ read bit 1) -> 主 ACK -> 从发寄存器数据 -> 主 NACK -> 主 STOP

• 状态

开始 : SCL 高的时候 SDA 从高到低 
停止 : SCL 高的时候 SDA 从低到高
数据 : SCL 高的时候, SDA 不变(为0为1)
ack  :  SCL 高的时候, SDA 不变,且为0
nack  :  SCL 高的时候, SDA 不变,且为1

• ACK与NACK

每个字节后会跟随一个ACK信号。ACK bit使得接收者通知发送者已经成功接收数据并准备接收下一个数据。所有的时钟脉冲包括ACK信号对应的时钟脉冲都是由master产生的。

ACK信号：发送者在ACK时钟脉冲期间释放SDA线，接收者可以将SDA拉低并在时钟信号为高时保持低电平。

NACK信号：当在第9个时钟脉冲的时候SDA线保持高电平，就被定义为NACK信号。Master要么产生STOP条件来放弃这次传输，或者重复START条件来发起一个新的开始。

• NACK

出现 NACK 肯定会停止本次传输,然后 不一定开始一次新的传输

该出现的时机
    read 结束, 主master 控制给出 NACK
在不该出现的时候出现,会终止本次传输(一次传输代表一次读写结束)

• 地址

I2C设备的写地址 = I2C设备地址 << 1
I2C设备的读地址 = (I2C设备地址 << 1) + 1

I2C物理硬件

I2C控制器
	一般集成在SOC中
I2C设备
	一般是一个单独的设备,表示该设备支持I2C协议,有I2C接口
I2C控制器和I2C设备的连接
	也就是SOC和I2C设备的连接,除了要给I2C设备供电,通常只有 SCL和SDA两根线. // Serial Clock 和 Serial Data Line

I2C电气特性

其他

• SMbus

Documentation/i2c/smbus-protocol
注意:此文章描述的是i2c标准协议,但是具体怎么控制器件,看器件datasheet支持的协议,可能与此类似,但不尽相同.

• 线序 100khz 读写字节

• 线序 100khz 写读寄存器

写寄存器

读寄存器