"I2C协议规范 7.0详解及用户手册"

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I2C(Inter-IC或I2C-bus)协议是由飞利浦半导体(现在是NXP半导体)开发的一种简单的双向2线总线,用于有效地进行芯片间控制。这种总线只需要两条线路:一个串行数据线(SDA)和一个串行时钟线(SCL)。通过这两条线路,不同的集成电路(IC)可以进行数据传输和通信。 I2C协议的主要特点包括: 1. 简单:I2C总线协议只需要两条线路,大大减少了硬件复杂度。 2. 双向通信:通过I2C总线,主设备和从设备之间可以进行双向通信,支持主设备向从设备发送命令和数据,并可以接收从设备的响应。 3. 多主机支持:I2C协议支持多个主设备连接到同一条总线上,并通过仲裁机制确保每次只有一个主设备访问总线。 4. 多从设备支持:I2C总线可以连接多个从设备,每个从设备有一个唯一的地址,主设备可以通过地址来选择与哪个从设备进行通信。 5. 多种模式支持:I2C协议定义了多种传输速率和模式,包括标准模式(100 kbit/s)、快速模式(400 kbit/s)、快速模式加强版(1 Mbit/s)、超快模式(3.4 Mbit/s)和高速模式(5 Mbit/s)等,以适应不同设备的要求。 6. 多种设备类型支持:I2C总线可以连接各种类型的设备,包括传感器、存储器、扩展IO芯片、显示屏等。 I2C协议的基本工作原理如下: 1. 启动和停止条件:通信开始前,主设备发送启动条件(SDA从高电平跳变到低电平时,SCL保持高电平),通信结束后,主设备发送停止条件(SDA从低电平跳变到高电平时,SCL保持高电平)。 2. 地址传输:主设备发送一个从设备地址,包括写命令或读命令位,从设备通过地址验证来确定是否响应主设备。 3. 数据传输:主设备通过I2C总线发送数据字节,从设备接收数据字节,并可以返回响应字节。数据传输是以字节为单位进行的。 4. 仲裁机制:当多个主设备同时请求访问总线时,I2C总线上的仲裁机制会自动选择一个主设备,并将其它主设备置于等待状态,确保每次只有一个主设备访问总线。 总之,I2C协议是一种简单而灵活的芯片间通信协议,可以在相对简单的硬件环境下实现多主从设备间的双向通信。通过支持不同的传输速率和模式,I2C总线可以适应各种设备的需求,方便连接和控制各种外设。I2C协议在各种应用中广泛使用,包括电子设备、嵌入式系统、通信设备等。