參考文檔：

• https://www.cnblogs.com/BitArt/archive/2013/05/28/3103917.html

1. I2C 簡介

I2C 總線是一個半雙工通信協議。由兩根線組成，時鐘線（SCL）和數據線（SDA）。I2C 可以分為主機和從機，同一 I2C 總線上只能有一個主機，可以有多個從機。需要注意的是從機不能發(fā)出傳輸請求，并且從設備的數據傳輸也是由主機進行控制的。

I2C 的傳輸速率有

• 標準模式：100kHz，
• 快速模式：400kHz，
• 高速模式：3.4 MHz。

2. I2C 協議

在 I2C 協議中有四種信號：

• 起始信號
• 應答信號
• 非應答信號
• 結束信號
  當 SDA 和 SCL 同時為高電平時，總線處于空閑狀態(tài)。

2.1 起始信號和停止信號

起始信號：在 SCL 為高電平時，SDA 從高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

停止信號：在 SCL 為高電平時，SDA 從低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

起始信號和停止信號是一種電平跳變時序信號，而不是一個電平信號。

起始信號邏輯分析儀采樣結果如下圖所示：

停止信號邏輯分析儀采樣結果如下圖所示：

2.2 應答信號和非應答信號

數據發(fā)送方每發(fā)送一個字節(jié)（8位），需要接收方反饋一個應答信號或非應答信號。非應答信號一般會在數據接收失敗或主機數據接收完成回復一個非應答信號。

應答信號（ACK）：第 9 個脈沖帶來之前將 SDA 設置低電平，并且在時鐘線為高電平期間保持 SDA 為低電平。

非應答信號（NACK）：第 9 個脈沖帶來之前將 SDA 設置高電平，并且在時鐘線為高電平期間保持 SDA 為高電平。

應答信號邏輯分析儀采樣結果如下圖所示：

非應答信號邏輯分析儀采樣結果如下圖所示：

這里可以看到的是，除了起始信號和結束信號是在時鐘線高電平期間進行電平切換的，數據的傳輸、應答信號和非應答信號都要求在 SCL 為高電平期間 SDA 要保持電平穩(wěn)定。

2.3 數據的傳輸

在使用 I2C 進行數據傳輸時，需要知道從機的地址，從機地址一般有 7 位和 10 位（這里使用 7 位地址進行介紹）。

由于不同的芯片對于 I2C 的數據格式也是不同的，所以在實際驅動過程中需要查看對應的芯片手冊。下面舉一個比較通用的格式數據傳輸格式：

上圖中第一個 ACK 一定是從機回復的，如果是對從機進行寫操作那后面的 ACK 或 NACK 還是由從機進行回復的，如果是讀操作那后面的 ACK 或 NACK 則應該是由主機回復。

3.FAQ

編寫驅動過程中，發(fā)現在將 SDA 引腳從輸入、輸出切換的時候引腳會先下拉，那么從高電平輸入狀態(tài)切換到高電平輸出狀態(tài)就會有一段低電平時間，這樣很有可能會導致 I2C 的時序錯誤。

解決辦法：I2C 規(guī)定了在 SCL 高電平期間，SDA 應該保持穩(wěn)定（啟動信號和結束信號除外）。我們可以在切換 SDA 輸入、輸出狀態(tài)的時候可以先將 SCL 拉低然后在進行切換，在 SCL 低電平為低電平期間你是可以隨意切換 SDA 的高低電平的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的I2C 协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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