I2C總線是由Philips公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即可在連接于總線上的器件之間傳送信息。

　　主器件用于啟動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時(shí)鐘以開放傳送的器件，此時(shí)任何被尋址的器件均被認(rèn)為是從器件．在總線上主和從、發(fā)和收的關(guān)系不是恒定的，而取決于此時(shí)數(shù)據(jù)傳送方向。如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)給從器件，則主機(jī)首先尋址從器件，然后主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)至從器件，最后由主機(jī)終止數(shù)據(jù)傳送；如果主機(jī)要接收從器件的數(shù)據(jù)，首先由主器件尋址從器件．然后主機(jī)接收從器件發(fā)送的數(shù)據(jù)，最后由主機(jī)終止接收過程。在這種情況下．主機(jī)負(fù)責(zé)產(chǎn)生定時(shí)時(shí)鐘和終止數(shù)據(jù)傳送。

　　I2C總線工作原理

　　SDA（串行數(shù)據(jù)線）和SCL（串行時(shí)鐘線）都是雙向I/O線，接口電路為開漏輸出．需通過上拉電阻接電源VCC．當(dāng)總線空閑時(shí)．兩根線都是高電平，連接總線的外同器件都是CMOS器件，輸出級(jí)也是開漏電路．在總線上消耗的電流很小，因此，總線上擴(kuò)展的器件數(shù)量主要由電容負(fù)載來決定，因?yàn)槊總€(gè)器件的總線接口都有一定的等效電容．而線路中電容會(huì)影響總線傳輸速度．當(dāng)電容過大時(shí)，有可能造成傳輸錯(cuò)誤．所以，其負(fù)載能力為400pF，因此可以估算出總線允許長度和所接器件數(shù)量。

　　主器件用于啟動(dòng)總線傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時(shí)鐘以開放傳送的器件，此時(shí)任何被尋址的器件均被認(rèn)為是從器件．在總線上主和從、發(fā)和收的關(guān)系不是恒定的，而取決于此時(shí)數(shù)據(jù)傳送方向。如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)給從器件，則主機(jī)首先尋址從器件，然后主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)至從器件，最后由主機(jī)終止數(shù)據(jù)傳送；如果主機(jī)要接收從器件的數(shù)據(jù)，首先由主器件尋址從器件．然后主機(jī)接收從器件發(fā)送的數(shù)據(jù)，最后由主機(jī)終止接收過程。在這種情況下．主機(jī)負(fù)責(zé)產(chǎn)生定時(shí)時(shí)鐘和終止數(shù)據(jù)傳送。

　　I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸

　　字節(jié)格式

　　發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB），如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘線SCL 保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。

　　應(yīng)答響應(yīng)

　　數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA 線（高）。在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，接收器必須將SDA 線拉低，使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。

　　通常被尋址的接收器在接收到的每個(gè)字節(jié)后，除了用CBUS 地址開頭的數(shù)I2C總線數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)答據(jù)，必須產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)不能響應(yīng)從機(jī)地址時(shí)（例如它正在執(zhí)行一些實(shí)時(shí)函數(shù)不能接收或發(fā)送），從機(jī)必須使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)然后產(chǎn)生一個(gè)停止條件終止傳輸或者產(chǎn)生重復(fù)起始條件開始新的傳輸。如果從機(jī)接收器響應(yīng)了從機(jī)地址，但是在傳輸了一段時(shí)間后不能接收更多數(shù)據(jù)字節(jié)，主機(jī)必須再一次終止傳輸。這個(gè)情況用從機(jī)在第一個(gè)字節(jié)后沒有產(chǎn)生響應(yīng)來表示。從機(jī)使數(shù)據(jù)線保持高電平，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。

　　如果傳輸中有主機(jī)接收器，它必須通過在從機(jī)發(fā)出的最后一個(gè)字節(jié)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)，向從機(jī)發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束。從機(jī)發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。

　　時(shí)鐘同步

　　所有主機(jī)在SCL線上產(chǎn)生它們自己的時(shí)鐘來傳輸I2C總線上的報(bào)文。數(shù)據(jù)只在時(shí)鐘的高電平周期有效，因此需要一個(gè)確定的時(shí)鐘進(jìn)行逐位仲裁。

　　時(shí)鐘同步通過線與連接I2C 接口到SCL 線來執(zhí)行。這就是說SCL 線的高到低切換會(huì)使器件開始數(shù)它們的低電平周期，而且一旦器件的時(shí)鐘變低電平，它會(huì)使SCL 線保持這種狀態(tài)直到到達(dá)時(shí)鐘的高電平。但是如果另一個(gè)時(shí)鐘仍處于低電平周期，這個(gè)時(shí)鐘的低到高切換不會(huì)改變SCL 線的狀態(tài)。因此SCL 線被有最長低電平周期的器件保持低電平。此時(shí)低電平周期短的器件會(huì)進(jìn)入高電平的等待狀態(tài)。

　　當(dāng)所有有關(guān)的器件數(shù)完了它們的低電平周期后，時(shí)鐘線被釋放并變成高電平。之后，器件時(shí)鐘和SCL線的狀態(tài)沒有差別，而且所有器件會(huì)開始數(shù)它們的高電平周期。首先完成高電平周期的器件會(huì)再次將SCL線拉低。這樣產(chǎn)生的同步SCL 時(shí)鐘的低電平周期由低電平時(shí)鐘周期最長的器件決定，而高電平周期由高電平時(shí)鐘周期最短的器件決定。

　　i2c技術(shù)性能：

　　工作速率有100K和400K兩種；

　　支持多機(jī)通訊；

　　支持多主控模塊，但同一時(shí)刻只允許有一個(gè)主控；

　　由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線；

　　每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址；

　　每個(gè)器件可以使用獨(dú)立電源

　　I2C總線中8bit和10bit介紹與區(qū)別

　　經(jīng)常有用戶問我，使用USB2XXX的USB2IIC功能的時(shí)候，從機(jī)地址應(yīng)該怎么傳遞的問題，這個(gè)問題的根源在于不同的I2C從機(jī)廠商采用了不同的I2C總線地址約定，導(dǎo)致在說I2C總線的時(shí)候總是容易搞混，本文主要針對8位和10位I2C總線地址進(jìn)行詳細(xì)的說明。

　　8位地址

　　一些廠商在提供從機(jī)地址的時(shí)候說的是包含了讀寫位的8bit地址，比如他說寫地址為0x92，讀地址為0x93，如下圖所示

　　這種情況下，你只需要將這個(gè)地址的前7bit提取出來，然后傳入U(xiǎn)SB2XXX的接口函數(shù)即可，比如為0x49。

　　還有一種方式可以判斷廠商提供的地址是7bit模式地址還是8bit地址模式的地址，7bit地址模式下，地址的取值范圍在0x07到0x78之間，若超過了這個(gè)范圍，那么這個(gè)地址可能就是8bit地址。

　　10位尋址

　　I2C總線的10bit尋址和7bit尋址是兼容的，這樣就可以在同一個(gè)總線上同時(shí)使用7bit地址和10bit地址模式的設(shè)備，在進(jìn)行10bit地址傳輸時(shí)，第一字節(jié)是一個(gè)特殊的保留地址來指示當(dāng)前傳輸?shù)氖?0bit地址。

　10bit地址尋址

　　在使用USB2XXX傳輸10bit地址模式的時(shí)候，只需要在初始化的時(shí)候配置為10bit地址模式，然后再調(diào)用讀寫數(shù)據(jù)函數(shù)的時(shí)候傳入正確的10bit地址即可。