I2C总线规范：从机地址与位定义

"IIC协议中文版 - 高等代数 - 丘维声" 本文档主要介绍了I2C（Inter-Integrated Circuit）总线协议，这是一种由Philips（现为NXP Semiconductors）开发的简单、双线式串行通信协议，广泛应用于微电子设备之间的通信。在I2C协议中，数据通过两条线传输：SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line），其中SCL提供同步时钟信号。 在I2C通信中，数据的传输由起始条件（Start Condition）和停止条件（Stop Condition）界定，这两个条件分别由特定的SCL和SDA线状态变化表示。数据的有效性取决于SCL线的状态，数据在SCL高电平时稳定，低电平时进行转移。 报文的第一个字节是7位从机地址，加上一位R/W位。R/W位（Read/Write）是最低有效位（LSB），它的值决定了通信的方向：0表示主机写入数据，1表示主机读取数据。如果系统中的器件检测到起始条件后接收到的7位地址与其自身的地址匹配，它会响应这个寻址，根据R/W位决定其行为是接收数据（从机接收器）还是发送数据（从机发送器）。 从机地址通常由固定部分和可编程部分组成，以便在同一个总线上连接多个相同类型的器件。可编程地址位的数量取决于器件可用的硬件引脚数量。例如，如果一个器件有4个固定地址位和3个可编程地址位，那么理论上可以有8个相同的器件连接到同一I2C总线上。I2C总线地址的分配由I2C总线委员会协调，避免地址冲突。一些特定的8位地址范围如0000XXX和1111XXX被保留用于特定用途或扩展。 I2C协议有不同的工作模式，如标准模式、快速模式和Hs（High Speed）模式，以适应不同的传输速率需求。在Hs模式下，传输速度显著提高，但同时也对线路电气特性和时序有更严格的要求。为了保证兼容性，设备需要能够在不同模式间平滑切换，并支持混合速度总线系统，允许不同速度等级的设备共存并通信。 总结来说，I2C协议是一种高效的通信协议，特别适合在嵌入式系统中实现微控制器与外围设备间的通信。其精简的接口、简单的协议和多设备支持使得它在电子设计中得到广泛应用。了解和掌握I2C协议对于设计和调试基于I2C的系统至关重要。