I2C串行总线通信协议详解

"IIC总线通讯协议详解.ppt" IIC（Inter-Integrated Circuit）总线，也称为I2C，是由飞利浦（现NXP半导体）公司开发的一种简单而高效的串行通信协议，旨在简化微控制器与其他设备之间的通信。这种协议的主要特点在于其仅需要两根线——数据线SDA（Serial Data Line）和时钟线SCL（Serial Clock Line），通过上拉电阻连接到电源，使得在空闲状态下，这两条线均为高电平。 I2C总线的工作原理： I2C总线上的每个设备都有一个唯一的地址，这使得多个设备可以在同一总线上并存，而不会产生地址冲突。数据传输时，时钟线SCL提供同步时钟，确保所有设备在同一时刻采样数据。数据线SDA在SCL高电平时保持稳定，而在SCL低电平时允许数据变化。这样，数据的读取和写入是在时钟的上升沿和下降沿完成的。 I2C总线的数据传送过程： 数据传输由起始信号和终止信号来标记开始和结束。起始信号是SCL为高电平时SDA从高变低，而终止信号则是SCL为高电平时SDA从低变高。起始信号之后，总线被某个主机占用，终止信号释放总线，让总线进入空闲状态。所有的设备都能检测到这些信号，从而知道何时开始和结束传输。 总线仲裁： 在多主机系统中，可能会出现多个主机同时尝试控制总线的情况。I2C总线通过在SDA线上进行仲裁来解决这个问题。如果两个主机同时试图驱动SDA线到不同的电平，由于SDA线是线“与”关系，较低的电平会占据主导，这意味着只有一个主机能够成功传输数据，其他主机则会停止传输，避免了数据冲突。 接收器控制： 接收设备在接收到一个完整字节后，如果需要时间处理内部事务，可以将SCL线拉低，强制主机等待。一旦接收设备准备好接收下一个字节，它会释放SCL线，允许传输继续。 I2C总线的应用： I2C总线广泛应用于嵌入式系统，如微控制器扩展各种外设，如EEPROM、实时时钟、LCD显示、传感器等。由于其简单性和效率，它在很多电子设备中都扮演着关键角色，尤其是在那些对成本和空间有严格要求的场合。 I2C总线是一种高效、节省资源的通信协议，通过其独特的设计，使得在有限的物理连接下，可以实现多个设备的高效协同工作。理解并掌握I2C协议对于开发基于微控制器的系统至关重要，因为它极大地简化了硬件设计和系统扩展。