I2C串行总线详解：两线通信协议

"IIC总线协议PPT" IIC（Inter-Integrated Circuit）串行总线是由PHILIPS公司（现NXP Semiconductors）设计的一种简单、高效的通信协议，广泛应用于微控制器和电子设备之间的通信。该总线的特点在于其简洁的硬件结构，仅需要两根双向信号线：数据线SDA（Serial Data Line）和时钟线SCL（Serial Clock Line）。由于使用了上拉电阻，当总线空闲时，SDA和SCL线均为高电平。IIC总线上的任何器件都能通过拉低SDA或SCL线来传输数据，这种机制被称为线“与”关系。 每个连接到IIC总线的设备都有一个唯一的7位或10位地址，确保在多主机系统中能够正确寻址。在通信过程中，主设备首先发送一个起始信号，随后是7位或10位的从设备地址，以及一个读写位，指示接下来的操作是读取还是写入。如果从设备的地址匹配，则它会通过拉低SDA线回应一个应答位，否则总线保持高电平表示无响应。 数据在IIC总线上传输时，时钟信号SCL高电平时，数据线SDA上的数据必须保持不变，数据的改变只能在SCL为低电平的区间内进行。这种机制保证了数据的准确同步。 通信流程包含以下步骤： 1. 发送起始信号，SDA在SCL高电平时由高转低。 2. 主机发送寻址信号（7位地址加上读写位）。 3. 从机应答，如果地址匹配，SDA会在SCL高电平时由低转高。 4. 数据传输，每个字节8位，后面跟随一个应答位。 5. 传输完成后，发送停止信号，SDA在SCL高电平时由低转高，结束通信。 在某些情况下，从设备可能需要延时接收下一个字节，这时它可以拉低SCL线，让主机进入等待状态，待准备就绪后再释放SCL恢复通信。 寻址字节中的D7至D1位用于识别从设备，D0位作为数据流向标志，0表示写操作，1表示读操作。每传送一个字节后，接收方必须返回一个应答位，通常是拉低SDA表示成功接收。如果接收方无法接收更多数据或者存在错误，会发送一个非应答信号，即在应答位时不拉低SDA，以告知主机。 IIC总线协议是一种经济且实用的通信方式，适用于嵌入式系统和物联网设备中的短距离、低速率通信。其简单的硬件接口和高效的数据传输机制使其成为许多应用的首选。