目录
1. I2C基础简介
IIC（Inter-Integrated Circuit）是一个多主从的串行总线，又叫I2C，是由飞利浦公司发明的通讯总线，属于半双工同步传输类型总线。IIC总线是非常常见的数据总线，仅仅使用两条线就能完成多机通讯，一条SCL时钟线，另外一条双向数据线SDA。不同的器件，都是并联接在这两条线上，I2C总线上的每个设备都自己一个唯一的地址，来确保不同设备之间访问的准确性。
SDA(Serial data)是数据线，D代表Data也就是数据，Send Data 也就是用来传输数据的
SCL(Serial clock line)是时钟线，C代表Clock 也就是时钟 也就是控制数据发送的时序的
1.1 为什么I2C需要使用上拉电阻？
答：总线空闲的时候，SDA和SCL都是高电平。当其中一个设备拉低总线，整条线就全是低电平，器件与器件之间变为"与"关系。
为了避免总线信号收到从设备的干扰，各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路（OD）输出，即高阻态，无法主动输出高电平，需要外部上拉电阻才可以获得高电平。
2. I2C特点
通常我们为了方便把IIC设备分为主设备和从设备，基本上谁控制时钟线（控制SCL的电平高低变换）谁就是主设备。
- IIC主设备功能：主要产生时钟，产生起始信号和停止信号
- IIC从设备功能：可编程的IIC地址检测，停止位检测
- IIC的一个优点是它支持多主控(multimastering)，其中任何一个能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。
- 支持不同速率的通讯速度，标准速度(最高速度100kHZ), 快速（最高400kHZ）,比uart高，比spi低
- SCL和SDA都需要接上拉电阻 (大小由速度和容性负载决定一般在3.3K-10K之间) 保证数据的稳定性，减少干扰。
- IIC是半双工，而不是全双工 ，同一时间只可以单向通信，IIC协议首先是发送从机硬件地址，然后发送命令，再发送数据/寄存器编号或者读取数据。IIC协议可以多字节连续读写数据。
- 各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路（OD）输出或集电极开路（OC）输出。
3. 时序图分析
3.1 起始信号与终止信号
- SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；
- SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号；
- 起始和终止信号都是由主机发出，起始信号产生后，总线就处于占用的态；
- 终止信号产生后，总线就处于空闲态。
3.2 数据传输时序
- I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定; 只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
- 在时钟为低电平期间，发送器向数据线上写入数据，因此数据线上的数据运行变化； 在时钟为高电平期间，接收器从数据线上读取数据，因此必须保持数据线上的数据稳定。
- 最终完成一个时钟周期内，发送器发生一个bit位数据，接收器接收一个bit位数据。
3.3 字节传输和应答信号
- 每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。
- 在第9个时钟周期的低电平期间，接收器向数据线上写入数据。
- 在第9个时钟周期的高电平期间，发送器从数据线上读取数据。
- 如果读到的是低电平信号，表示应答信号。
- 如果读到的是高电平信号，表示非应答信号。
最低0.47元/天 解锁文章
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
