uit其实是IICBus简称所以中文应该叫集成电路总线它是一种串行通信总线使用多主从架构半双工通信由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。

Data

Line。

主设备控制时钟线决定I2C的波特率配合数据线进行数据的传输这两根线分别通过上拉电阻连接到电源。

2.硬件特性

I2C是多主从架构每个设备都有唯一的地址一个主设备理论上可以接127个从设备设备的SDA并接在一起SCL并接在一起。

每个连接到总线上的器件都有唯一的地址任何器件既可以作为主机也可以作为从机但同一时刻只允许有一个主机即在任何给定的时间点上总线上只有一个设备能够发送数据其他设备都处于接收状态。

主设备负责发起通信和控制总线的访问而从设备则被动的响应主设备的请求。

I2C总线内部都是采用漏极开路驱动示意图如图栅极给电压时mos导通输出低电平栅极给0时mos关断输出呈高阻态那么这里就无法输出高电平。

加上上拉电阻后可以实现高低电平的输出开关断开时电阻趋于无穷电流为0电源电压为输出电压即输出高电平开关闭合输出低电平。

只要有一个设备拉低总线电平总线的电平就会被拉低这就是线与功能便于数据的传输和仲裁。

(1)起始和停止条件

都为高电平。

总线空闲状态下总线上设备都可以通过发送开始条件启动通信。

SCL

当两个起始信号之间没有停止信号时即产生了重复起始信号。

主机采用这种方法与另一个从机或相同的从机以不同传输方向进行通信例如从写入设备到从设备读出而不释放总线。

如下图所示

(2)地址分配

不像SPI协议I2C没有节点选择线路因此它需要另一种方法来让节点知道数据正向其发送而不是向另一个节点发送。

这是通过寻址来实现的。

地址帧始终是新消息中起始位之后的第一帧。

地址帧用于指定主机通信的对象地址在发送停止条件之前指定的从机一直有效。

每个I2C设备都有唯一的7位或10位地址。

主设备通过发送设备地址来选择要与之通信的从设备。

7位地址模式下可以有最多128个不同的设备地址。

7

位寻址模式帧格式如下

地址帧8bit的高7位为从机地址地址帧第8位读写位决定数据帧传送的方向1读0写。

主设备将其想要通信的从设备的地址发送给与其相连的每个从设备。

然后每个从设备将从主设备发送的地址与自己的地址进行比较。

如果地址匹配它会向主机发送一个低电压ACK位。

如果地址不匹配则从设备不执行任何操作并且SDA线保持高电平。

(3)数据传送

定义的方向一帧一帧的传送数据。

所有的地址帧后传送的数据都视为数据帧。

即使是

SDA

保持每个时钟周期发送一位数据。

主设备发送数据时数据从高位到低位逐位传输,即首先以最高有效位发送从设备发送数据时数据从高位到低位逐位接收。

数据帧后的第

个时钟是ACK应答位是接收方向发送方传送的握手信号以验证该帧已被成功接收。

在发送了所有数据帧之后主设备可以向从设备发送停止条件以停止传输。

停止条件是在SCL线上从低到高转变之后在SDA线上从低向高的电压转变其中SCL线保持高。

(4)确认应答

主机可以产生停止信号来退出数据传输或者产生重复起始信号开始新一轮的数据传输。

当主机作为接收器件时发生无响应信号NACK

从机释放

多个主设备可以连接到一个或多个从机。

当两个主设备试图通过SDA线路同时发送或接收数据时同一系统中的多个主设备就会出现问题。

为了解决这个问题每个主设备都需要在发送消息之前检测SDA线是低电平还是高电平

如果SDA线为低电平则意味着另一个主设备可以控制总线并且主设备应等待发送消息