I2C总线协议详解：从启动到终止

"IIC总线协议.ppt" IIC（Inter-Integrated Circuit）总线协议，也称为I2C，是由飞利浦公司（现NXP半导体）开发的一种简单而高效的串行通信协议，用于连接微控制器和其他外围设备。该协议使用两根线——数据线SDA（Serial Data Line）和时钟线SCL（Serial Clock Line）来实现双向通信，具有较高的数据传输效率和较低的硬件成本。 I2C总线设计时考虑了多主机系统的需要，它包含总线仲裁机制，确保在同一时刻只有一个主机控制总线。在总线空闲时，SDA和SCL线通过上拉电阻维持高电平。任何连接到总线的设备若将其输出设为低电平，都会使总线信号下降，即SDA和SCL线采用线“与”逻辑。 每个I2C设备都有一个唯一的7位或10位地址，通常7位地址更为常见。主设备通过SDA线发送地址，所有从设备会检查这个地址是否与自身的地址匹配。如果匹配，从设备进入通信模式，否则忽略。主设备在发送地址后会附加一个读写位，指示接下来的数据传输方向：0表示写操作，1表示读操作。 I2C数据传输遵循严格的时序，数据的有效性取决于SCL线的高电平期间。数据线SDA只能在SCL低电平时改变状态，以确保数据在时钟上升沿时稳定。通信过程包括启动信号、寻址信号、应答信号、数据传输和停止信号。启动信号是SCL为高时SDA由高到低的变化，而停止信号则是SCL为高时SDA由低到高的变化。 接收设备在接收到一个字节后，如果需要处理内部事务，可以拉低SCL线，使主机暂停数据传输。一旦准备就绪，接收设备释放SCL线，继续数据交换。 寻址信号由7位设备地址和1位读写方向位组成。例如，D7-D1表示从机地址，D0为读写控制位。每个字节传输包括8位数据和1位应答位，应答位由从机发送，表明其已准备好接收或发送更多数据。如果从机未应答，主机会检测到非应答信号，并根据协议规定采取相应措施，如重发地址或结束通信。 IIC总线协议是一种高效、经济且灵活的通信标准，广泛应用于嵌入式系统、智能家居、物联网设备等领域，连接各种传感器、显示屏、存储器等组件。