I2C总线入门教程：从基础知识到通信步骤

"I2C总线入门文档详细介绍了I2C总线的工作原理、通信步骤以及如何使用I2C与支持该总线的芯片进行通信，如AT24C02存储芯片和PCF8591数模模数转换器。文档中包含了初始化I2C总线、发送起始信号、发送地址字以及写数据的步骤，并提到了可编程的地址位用于区分同一总线上的多个相同芯片。" I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是由飞利浦（现NXP）公司开发的一种简单、高效的两线式串行通信协议，常用于嵌入式系统中的微控制器与外部设备之间的通信。在I2C总线中，数据是通过两条线——串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）进行传输的，其中一根线负责数据传输，另一根线则同步时钟。 1. **初始化I2C总线**： 初始化I2C总线的目的是确保SDA和SCL线处于高电平状态，以准备进行通信。在示例代码中，通过设置SDA和SCL为高电平并加入适当的延时函数来实现初始化。 2. **发送起始信号**： 起始信号是由一个高电平到低电平的转换在SCL保持高电平时完成的，这标志着一个新传输的开始。 3. **发送地址字**： 地址字通常包含7位硬件地址，后跟1位读写位。硬件地址是固定的，比如PCF8591的地址是1001，而AT24C02的地址是1010。这7位地址中的A0、A1和A2是可编程的，通过连接这些引脚到VCC或GND来设置为0或1，这样可以在同一条I2C总线上连接多达8个相同类型的设备，并通过地址位来区分它们。读写位（R/W位）决定是读取数据（1）还是写入数据（0）。 4. **写数据**： 写数据的过程是按照时序进行的：首先将SCL设为低电平，然后改变SDA的值（0或1），接着将SCL设为高电平，让接收设备捕获数据。这个过程会一直重复，直到所有数据位都被发送。 5. **代码实现**： 文档中给出的代码片段展示了如何用伪代码实现这些操作，如`start()`函数用于发送起始信号，`writeBit()`函数可以用来写入单个数据位。 6. **应用实例**： AT24C02是一个常见的EEROM芯片，通过I2C接口存储数据；而PCF8591则是一个模拟输入/输出接口，支持A/D和D/A转换，同样采用I2C总线通信。 通过理解I2C总线的工作原理，开发者可以有效地控制和通信各种支持I2C的外围设备，如传感器、显示模块、存储器等，大大简化了微控制器与这些设备的连接。在实际应用中，I2C总线的低功耗和节省引脚的特点使其成为嵌入式系统设计中的理想选择。