i2c

定义

一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

原理

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、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件．然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

在硬件上，12C总线只需要一根数据线和一根时钟线两根线，SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）都是双向I/O线。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。首先传输的是数据的最高位（MSB），如果从机要完成一些其他功能后（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。

I2C和UART的区别

I2C能够1对多，UART只能1对1。因此I2C又叫I2C总线。例如一个主控要接5个外设，但是通常的主控都不可能有5个UART口。如果用UART就需要硬件扩展。如何一对多？
一根I2C总线上挂载多个设备，那么岂不是CPU发个什么数据，所有的外设都可以看得到？是的，就这样子的。只不过CPU先会发一个地址，所有的外设都会收到这个地址。这个地址就好比外设的名字。叫了你了，你就答应，没叫你就别答应。

I2C时序图

只能由主机（Master）发起数据传输请求，从机（Slave）只能被动响应。主机和从机都不说话的时候，两根线都是高电平。

主机先发送地址（Address），I2C上挂载的所有的设备都会收到这个地址，只有这个地址和自己的地址一致，才会响应（ACK）。主机发送地址的时候顺带还会说本次操作是读还是写（RW）。从机收到这个读写信号，如果是读，从机就准备好要被读取的数据等着主机来读，如果是写，从机就做好接收数据的准备。从机响应了，主机才会继续发数据。如果没有人响应，要么是从设备都挂了，要么是地址不对，总之就是有问题。

如果上面的都ok了，接下来就是按部就班的传输数据了。