I2C协议简介

I2C总线式有Philips 公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可连接于总线上的器件之间传送信息。

主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。在总线上主和从、发和收的关系是不恒定的，而取决于此时数据传送方向。同一时刻只允许一个主机。

SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）都是双向I/O线，接口电路为开漏输出。通过上拉电阻接正电源，当总线空闲时，两根线都是高电平。

主设备和从设备：

系统中的所有外围器件都具有一个7位的\从器件专用地址码\，其中高四位为器件类型，由生产厂家制定，低3位为器件引脚定义地址，由使用者定义。

主端必须是带有CPU的逻辑模块，在同一总线上同一时刻使能有一个主端，可以有多个从端，从端的数量受地址空间和总线的最大电容400PF的限制

二者都可以传输数据，但是从设备不能发起传输，且传输是受主设备控制的。

数据传输   

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。每个字节后面必须跟一个响应。首先传输的是最高位（MSB），如果从机要完成其他一些功能（例如一个内部中断服务程序）才能接收或发送下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL保持低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线SCL后数据传输继续。

应答响应

数据传输必须带响应，相关的响应时钟脉冲由主机产生。在响应的时钟脉冲期间发送器释放SDA线

上图表示的是I2C总线数据传输和应答响应

开始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；停止信号：当SCL为低期间，SDA由低到高的跳变；起始信号都是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。起始信号和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用的状态。

ACK 发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为高电平时，规定为有效应答（ACK简称应答位），表示接收器已经成功接收了该字节。应答信号位高电平时，规定为非应答位（NACK),一般表示接收没有成功。

对于反馈有效应答位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。

数据的有效性

I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。

数据的传送：

在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位传送每一位数据。数据的传输时边沿触发。

分析一波代码，嘻嘻：

首先SDA和SCL均为输入输出三端口(串行时钟线，串行数据线）可以设置一个是使能信号，如果是高的话就输入，如果是低的话就输出。时钟上升沿输入，时钟下降沿输出

首先判断起始信号和停止信号

输入的话就有一个时钟输入信号，一个时钟输出信号，有一个复位信号，输出一个周期的应答信号，有一个串行数据线和一个并行数据线。一个读信号，一个写信号，输入地址线。

 

通过不同的开关控制，是的SDA在不同的情况下输出的数据不同

这里有两个比较终于好的代码块。首先是一个串行数据转并行数据，另一个是并行数据转串行数据。

实现方法：

串行数据转并行数据：设一个寄存器（时钟上升沿触发），第一个输入的SDA放在寄存器的最高位，第二个输入的SDA放在寄存器的次高位，。。。。。第8个输入的数据放在最低位。

并行数据转串行数据：也是设计一个寄存器，每个时钟周期下都左移一次，然后截取这个寄存器的最高位输出。

读写操作的状态转换：空闲——准备——写开始——写控制字——写入地址——写入数据——操作停止——应答——空闲

                                 ：空闲——准备——写开始——写控制字——写入地址——读开始——读控制字——读数据——操作停止——应答——空闲

在每个状态的后面都添加一个标志信号，如果这个状态完成了就将其拉高。