實(shí)際工程項(xiàng)目中，有很多地方都會(huì)用到I2C總線(xiàn)通信，比如說(shuō)24C02存儲(chǔ)、傳感器接口等，能使用I2C這項(xiàng)技能，就成為了我們工程師日常必備的武器，那么我們就來(lái)詳細(xì)的說(shuō)說(shuō)I2C。

I2C是一種簡(jiǎn)單的雙向二線(xiàn)制同步串行總線(xiàn)。只需要兩根線(xiàn)即可在連接于總線(xiàn)上的器件之間傳送信息，一根SCL時(shí)鐘線(xiàn)，一根就是SDA數(shù)據(jù)。需要注意的是SDA它是一個(gè)雙向傳輸?shù)木€(xiàn)，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送信號(hào)通過(guò)SDA把數(shù)據(jù)送出去，從機(jī)向主機(jī)發(fā)送信號(hào)也是從SDA線(xiàn)把數(shù)據(jù)送出來(lái)。

I2C也可以一個(gè)一，也可以一對(duì)多，每個(gè)連接到總線(xiàn)的外圍設(shè)備都有一個(gè)獨(dú)立的地址，主機(jī)可以通過(guò)該地址來(lái)訪(fǎng)問(wèn)不同設(shè)備。主機(jī)可通過(guò)SDA線(xiàn)發(fā)送設(shè)備地址查找從機(jī)。

因?yàn)镮2C 通信IO口輸出結(jié)構(gòu)都是配置為漏極開(kāi)路或集電極開(kāi)路輸出。所以時(shí)鐘線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)必須外部都接上拉電阻，當(dāng)一對(duì)多輸出的時(shí)候，很多GPIO口會(huì)連接在同一根線(xiàn)上，可能會(huì)存在某個(gè)GPIO輸出高電平，另一個(gè)GPIO輸出低電平的情況。如果使用推挽輸出，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)GPIO的VCC和另一個(gè)GPIO的GND接在了一起，也就是短路了。如果換成開(kāi)漏輸出VCC和GND之間多了個(gè)電阻，這樣電路就是安全的。

上拉電阻一般取值在1K-10K之間，上拉電阻的取值和通信速率會(huì)有一定的關(guān)系，如果上拉電阻的取值太大，那么信號(hào)的上升沿、下降沿就會(huì)很緩，會(huì)影響通信速率，這個(gè)具體的看應(yīng)用的通信速率去測(cè)試波形，如果取的太小了，功耗很大，取的太大了，信號(hào)的上升沿就會(huì)慢，影響通信速率。

一般情況下I2C標(biāo)準(zhǔn)模式最高傳輸速率100Kbit/s，高速模式最高傳輸速率400Kbit，當(dāng)然也有用軟件模擬I2C的時(shí)序來(lái)進(jìn)行通信的，這個(gè)速率就需要自己去掌控測(cè)試了，說(shuō)白了就是我們對(duì)著時(shí)序圖，抄一個(gè)同樣的波形出來(lái)。只要遵守同樣的約定，按照時(shí)序圖對(duì)應(yīng)管腳拉高拉低就可以讀寫(xiě)數(shù)據(jù)了。

在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中區(qū)分啟動(dòng)、停止、應(yīng)答、等動(dòng)作，下面我們來(lái)一起學(xué)習(xí)一下I2C的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

當(dāng)檢測(cè)到SDA線(xiàn)上為下降沿，SLC線(xiàn)上為高電平，就表示收到了啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到SDA線(xiàn)上為上升沿，SLC線(xiàn)上為高電平，就表示收到了停止信號(hào)。

收到啟動(dòng)信號(hào)之后就可以開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸，收到停止信號(hào)表示幀數(shù)據(jù)傳輸完畢。在傳輸過(guò)程中，時(shí)鐘線(xiàn)SCL為高電平的時(shí)候，數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA必須保持穩(wěn)定，不能改變電平狀態(tài)，這樣才能有效傳輸，在時(shí)鐘線(xiàn)SCL為低電平的時(shí)候，數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA可以改變狀態(tài)，即：在SCL為高電平的時(shí)候，數(shù)據(jù)線(xiàn)SDA如果為高，那么傳送的就是1，如果SDA為低，那么傳送的就是0，在SCL為低電平的時(shí)候，你可以改變數(shù)據(jù)可以把數(shù)據(jù)變?yōu)?/1（圖中紅框交叉就表示數(shù)據(jù)的改變，從1變?yōu)? 從0變?yōu)?所以有了一個(gè)上升沿或者一個(gè)下降沿）。

在SCL的第9個(gè)時(shí)鐘位，對(duì)應(yīng)的SDA數(shù)據(jù)為應(yīng)答數(shù)據(jù)，應(yīng)答數(shù)據(jù)是有方向的，可以是主設(shè)備應(yīng)答，可以是從設(shè)備應(yīng)答，應(yīng)答不是固定的，可以是低電平為應(yīng)答，也可以是高電平應(yīng)答，高應(yīng)答或者低應(yīng)答是由通信協(xié)議決定的，只要約定一個(gè)信號(hào)作為應(yīng)答就可以了，主機(jī)給從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)接到了應(yīng)答主機(jī)，從機(jī)給主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)接到了，主機(jī)就要應(yīng)答，這樣就形成了一個(gè)閉環(huán)。

以上就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IIC通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，你清楚了嗎？

責(zé)任編輯：haq