接口协议(1) - I2C

I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一个半双工通信协议。由两根线组成，时钟线(SCL)和数据线(SDA)。2C可以分为主机和从机，同一 I2C总线上只能有一个主机，可以有多个从机。需要注意的是从机不能发出传输请求，并且从设备的数据传输也是由主机进行控制的。大端通信(MSB)，高位在前，低位在后。

1. 通信速率

标准模式(Standard)： 100kbps
快速模式(Fast)： 400kbps
快速模式+(Fast-Plus)： 1Mbps
高速模式(High-speed)： 3.4Mbps
超快模式(Ultra-Fast)： 5Mbps(单向传输)

2. 从机地址

分为7bit/10bit两种从机地址，两种不同位数从机地址可以在同一条总线上使用。

7bit

0	1	2	3	4	5	6	7
bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0	r/w

7位从机地址 + 1个读写位组成1 byte数据，r/w = 0，表示写(即低电平)，r/w = 1，表示读(即高电平)。

10bit

start	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
x	1	1	1	1	0	bit9	bit8	r/w	ack	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0	ack

10位从机地址，会分为两次发送，第一次发送11110保留位(识别10 bit地址) + 高2位从机地址 + r/w，第二次发送低8位从机地址。

3. 数据有效性

MSB大端传输，8+1个时钟周期为一个完整的传输，8个数据位和1个应答位，1次通信可连续多个完整传输(9个时钟周期)，另外，1次通信还需要1个起始信号和1个停止信号，消耗两个时钟周期，地址也需要消耗时钟周期，7bit地址消耗8+1个时钟周期，10bit地址消耗(8 + 1) * 2个时钟周期。即1次通信需要2 + (9 * n) + (8 + 1) 或2 + (9 * n) + ((8 + 1) * 2)个周期。

数据在SCL高电平时有效，SCL低电平时允许改变SDA电平状态，如下图: