I2C总线工作原理详解及AT24C02通信示例

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种两线式串行通信接口标准，用于在微控制器和其他设备之间传输数据，特别适用于嵌入式系统和传感器网络。以下是I2C总线工作原理的详细介绍： 1. **时序规则**: - 在数据传输过程中，SCL（时钟线）负责同步数据传输。当SCL为高电平时，SDA（数据线）必须保持稳定。数据改变只能在SCL为低电平期间发生。 - SDA线的两个关键信号是起始信号（SDA从高到低）和终止信号（SDA从低到高），它们分别标志着数据传输的开始和结束。 2. **数据传送格式**: - 数据以8位字节为单位发送，每个字节以高位（MSB）开始。每个字节后跟一个应答位，确认数据是否正确接收。如果没有收到应答，主机将假设从机已接收数据。 - AT24C02芯片的地址通过地址线（A0、A1、A2）进行选择，可连接8个芯片。写操作时，R/W引脚用于指示是写入（0）还是读取（1）操作。 3. **函数实现**: - `init()`函数用于初始化I2C总线，设置SCL和SDA线为高阻态，然后拉高。 - `start()`函数发送起始信号，通过拉低SDA线并保持一段时间。 - `stop()`函数发送终止信号，先保持SDA低，再拉高SCL。 - `respons()`函数检测从机的应答，通过等待SDA线变为低电平且持续时间符合规定来确定。 - `writebyte()`函数用来写入一个字节，通过控制SCL和SDA的状态，逐位传输数据。 - `readbyte()`函数用于读取一个字节，同样按照I2C协议的时序进行操作。 这些代码片段展示了如何使用I2C总线进行基本的数据交互，包括发送起始、终止信号，以及按照特定格式传输和接收数据。在实际应用中，会根据具体硬件和设备驱动程序调整时序和功能细节。I2C因其简洁、低功耗和易用性，在许多物联网和嵌入式系统中得到广泛应用。