I2C总线起始与停止条件解析及邻接表构建

"本文档主要介绍了I2C总线的起始和停止条件，以及与之相关的传输机制。I2C总线是一种简单、高效的两线式串行总线，广泛应用于微控制器之间的通信。" 在I2C总线中，起始条件（START condition）和停止条件（STOP condition）是其基本的信号转换规则，对于正确理解和实现I2C通信至关重要。起始条件发生在SCL（时钟线）为高电平时，SDA（数据线）由高电平迅速下降到低电平。而停止条件则相反，当SCL为高电平时，SDA线由低电平上升到高电平。这两个条件通常由主设备（master）生成，用于开始和结束一次通信过程。在起始条件之后，总线进入忙碌状态，而在停止条件之后，总线恢复为空闲状态。 在某些情况下，可以使用重复起始条件（Re-start condition，Sr），它与起始条件的电平变化相同，但不产生停止单独存在，使得总线始终保持忙碌。符号"S"通常用来代表起始条件或重复起始条件，除非特别指明为Sr。 没有内置I2C接口的微控制器需要在每个时钟周期内至少两次采样SDA线的电平，以便检测起始和停止条件的发生。这对微控制器的设计提出了额外的挑战，因为它需要能够实时监测数据线的改变以确保协议的正确执行。 I2C总线的数据传输包括字节的发送和接收，每个字节由8位组成，并且在传输过程中，数据的有效性依赖于时钟同步。数据在SCL为高电平时稳定，低电平时进行切换。仲裁机制则保证了多个主设备同时尝试访问总线时的冲突解决。 此外，I2C总线还支持7位地址和10位地址模式，分别用于标准模式、快速模式和高速模式（Hs模式）的设备。7位地址模式下，一个总线可连接最多128个设备，而10位地址模式可以支持更多设备。I/O级别和总线线路的电气规范及时序也对确保通信的可靠性起到了关键作用。 总结来说，I2C总线的起始和停止条件是其通信协议的基础，理解并正确实现这些条件对于使用I2C进行设备间通信至关重要。同时，还需要关注时钟同步、数据传输格式、地址模式以及电气特性，以确保在实际应用中I2C总线的高效和稳定运行。