I2C简介

飞利浦(PHILIPS)公司开发的两线式串行总线

每个器件都有一个唯一的地址识别

1、只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL

2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/

---

启动信号和停止信号
从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器

SCL 线是高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件。

SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个情况表示停止条件。

在传输数据的时候，SDA线必须在时钟的高电平周期保持稳定，
SDA的高或低电平状态只有在SCL
线的时钟信号是低电平时才能改

---

发送数据

发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位，
每次传输可以发送的字节数量不受限制。
每个字节后必须跟一个响应位。

1)开始信号：
2）结束信号
3）响应信号：接收器在接收到8位数据后，在第九个时钟周期拉低SDA电平。

启动一个传输时，主机先发出一个S信号，然后发出8位数据，前7位表示从机地址，第8位
表示传输的方向（0表示写，1表示读），被选中的从机发出响应信号。紧接着发送一系列字节
及其响应位。最后主机发送P信号结束本次传输。

---

应答信号 

ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。

---

插入等待时间 

　　如果被控器需要延迟下一个数据字节开始传送的时间，则可以通过把时钟线SCL电平拉低并且保持，使主控器进入等待状态。一旦被控器释放时钟线，数据传输就得以继续下去，这样就使得被控器得到足够时间转移已经收到的数据字节，或者准备好即将发送的数据字节。带有CPU的被控器在对收到的地址字节做出应答之后，需要一定的时间去执行中断服务子程序，来分析或比较地址码，其间就把SCL线钳位在低电平上，直到处理妥当后才释放SCL线，进而使主控器继续后续数据字节的发送。

---

I2C总线的仲裁机制

在多主的通信系统中。总线上有多个节点，它们都有自己的寻址地址，可以作为从节点被别的节点访问，同时它们都可以作为主节点向其他的节点发送控制字节和传送数据。但是如果有两个或两个以上的节点都向总线上发送启动信号并开始传送数据，这样就形成了冲突。要解决这种冲突，就要进行仲裁的判决，这就是I 2C总线上的仲裁。

1  SCL线的同步（时钟同步）

SCL同步是由于总线具有线“与”的逻辑功能，即只要有一个节点发送低电平时，总线上就表现为低电平。当所有的节点都发送高电平时，总线才能表现为高电平。正是由于线“与”逻辑功能的原理，当多个节点同时发送时钟信号时，在总线上表现的是统一的时钟信号。这就是SCL的同步原理。

时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件确定。

2 SDA仲裁

SDA线的仲裁也是建立在总线具有线“与”逻辑功能的原理上的。节点在发送1位数据后，比较总线上所呈现的数据与自己发送的是否一致。是，继续发送；否则，退出竞争。SDA线的仲裁可以保证I2C总线系统在多个主节点同时企图控制总线时通信正常进行并且数据不丢失。总线系统通过仲裁只允许一个主节点可以继续占据总线。

---