掌握I2C总线的起始与停止条件详解

本篇文章主要讲解了I2C（Inter-Integrated Circuit）总线的起始和停止条件，它是I2C通信协议的核心要素。I2C是一种用于设备间串行通信的双向二线制接口，广泛应用于嵌入式系统和微控制器中。起始条件（START）和停止条件（STOP）在I2C通信中扮演着关键角色： 1. 起始条件：当SCL（时钟线）处于高电平，SDA（数据线）从高电平下降到低电平，这就构成了起始条件。这一变化表明一个新消息或数据传输的开始，总线进入忙态，主机开始主导数据传输。 2. 停止条件：在SCL为高电平时，SDA从低电平上升到高电平，表示通信结束或数据包的终止。总线在停止条件后恢复为空闲状态，等待下一次通信的起始信号。 3. 重复起始：若主机没有发送停止条件就立即产生新的起始条件（Sr），称为重复起始。这种情况下，虽然功能上与正常起始类似，但可能会导致连续的数据传输，除非明确区分。 理解并正确处理起始和停止条件对于保证I2C通信的可靠性和效率至关重要。对于没有内置I2C接口的微控制器，检测这些条件可能需要外部硬件支持，或者通过软件算法进行周期性采样SDA线来判断电平变化。 文章还提到了不同I2C规范版本，包括标准模式、快速模式和Hs模式，这些模式在起始和停止条件的处理上有所不同，例如数据传输速率的提升对时序的要求更为严格。此外，文章还详细介绍了地址格式、寻址方式以及电气规范和时序，确保设备间的通信能够在不同的工作模式下稳定进行。 最后，对于设计人员和制造商来说，I2C协议的标准化和灵活性使得它成为构建简单、高效的低功耗系统的选择。通过了解这些基本的起始和停止条件，工程师可以更好地设计和实现I2C通信系统。