1、I2C

I2C Bus(Inter-Integrated Circuit Bus)最早是由Philips半導(dǎo)體（現(xiàn)被NXP收購(gòu)）開(kāi)發(fā)的兩線時(shí)串行總線，常用于微控制器與外設(shè)之間的連接。

2、硬件連接

I2C僅需兩根線就可以支持一主多從或者多主連接，I2C使用兩個(gè)雙向開(kāi)漏線，配合上拉電阻進(jìn)行連接，上拉電阻阻值大小有最大值和最小值的限制。

3、硬件拉低（Open-Drain Pulling Low）

????????下圖代表了總線電平拉低過(guò)程，當(dāng)總線要傳輸?shù)碗娖?時(shí)，Logic會(huì)控制FET使其導(dǎo)通VBUS總線連接到地，將總線拉低，注意在快速模式下最大的灌電流不超過(guò)3mA，這限制了上拉電阻的最小值。

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4、硬件拉高（Open-Drain Releasing Bus）

????????下圖代表了總線電平高電平過(guò)程，當(dāng)總線要傳輸高電平1時(shí)，Logic會(huì)控制FET使其關(guān)斷VBUS總線上拉到電源，將總線拉高。

5、軟件通訊協(xié)議

????????I2C是串行傳輸總線，按照下面格式進(jìn)行一位一位傳輸，協(xié)議傳輸如下：

6、總線速度

雙向傳輸總線：

標(biāo)準(zhǔn)模式（Standard-mode）：速率高達(dá)100kbit/s

快速模式（Fast-mode）：速率高達(dá)400kbit/s

快速模式+（Fast-mode Plus）：速率高達(dá)1Mbit/s。

高速模式（High-speed mode）：速率高達(dá)3.4Mbit/s

單向傳輸總線：

超快速模式（Ultra Fast-mode）：速率高達(dá)5Mbit/s

7、起始和停止條件及重復(fù)起始條件

起始和終止條件都是由主機(jī)（master）發(fā)起產(chǎn)生。總線在起始條件之后處于忙碌狀態(tài)，在停止條件之后又處于空閑狀態(tài)。

起始條件：SCL線是高電平時(shí)，SDA線從高電平向低電平切換。

停止條件：SCL線是高電平時(shí)，SDA線從低電平向高電平切換。

重復(fù)起始條件：和起始條件相似，重復(fù)起始條件發(fā)生在停止條件之前。主機(jī)想繼續(xù)給從機(jī)發(fā)送消息時(shí)，一個(gè)字節(jié)傳輸完成后可以發(fā)送重復(fù)起始條件，而不是產(chǎn)生停止條件。

8、字節(jié)格式

????????SDA數(shù)據(jù)線上的每個(gè)字節(jié)必須是8位，每次傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量沒(méi)有限制。每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位（ACK）。首先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是最高位（MSB)，SDA上的數(shù)據(jù)必須在SCL高電平周期時(shí)保持穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的高低電平翻轉(zhuǎn)變化發(fā)生在SCL低電平時(shí)期。

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9、響應(yīng)ACK和非響應(yīng)NACK

????????每個(gè)字節(jié)傳輸必須帶響應(yīng)位，相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘也由主機(jī)產(chǎn)生，在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間（第9個(gè)時(shí)鐘周期），發(fā)送端釋放SDA線，接收端把SDA拉低。以上圖傳輸101010101為例，SCL第9位時(shí)鐘高電平信號(hào)期間，SDA拉低其代表了有ACK響應(yīng)位。

當(dāng)在SCL第9位時(shí)鐘高電平信號(hào)期間，SDA仍然保持高電平，這種情況定義為NACK非響應(yīng)位。這種情況下，主機(jī)可以直接產(chǎn)生STOP條件終止以后的傳輸或者繼續(xù)重新START開(kāi)始一個(gè)新的傳輸。以下情況會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)NACK位：

接收機(jī)沒(méi)有發(fā)送機(jī)響應(yīng)的地址，接收端沒(méi)有任何ACK發(fā)送給發(fā)射機(jī)

由于接收機(jī)正在忙碌處理實(shí)時(shí)程序?qū)е陆訜o(wú)法接收或者發(fā)送

傳輸過(guò)程中，接收機(jī)識(shí)別不了發(fā)送機(jī)的數(shù)據(jù)或命令

接收機(jī)無(wú)法接收

主機(jī)接收完成讀取數(shù)據(jù)后，要發(fā)送NACK結(jié)束告知從機(jī)

10、7-bit地址格式和讀寫(xiě)位

一個(gè)7-bit的地址是從最高位（MSB）開(kāi)始發(fā)送的，這個(gè)地址后面會(huì)緊跟1-bit（R/W）的操作符，1表示讀操作，0表示寫(xiě)操作。接下來(lái)的一個(gè)bit是NACK/ACK，當(dāng)這個(gè)幀中前面8 bit發(fā)送完后，接收端的設(shè)備獲得SDA控制權(quán)，此時(shí)接收設(shè)備應(yīng)該在第9個(gè)時(shí)鐘脈沖之前回復(fù)一個(gè)ACK（將SDA拉低）以表示接收正常，如果接收設(shè)備沒(méi)有將SDA拉低，則說(shuō)明接收設(shè)備可能沒(méi)有收到數(shù)據(jù)（如尋址的設(shè)備不存在或設(shè)備忙）或無(wú)法解析收到的消息，如果是這樣，則由master來(lái)決定如何處理（stop或repeated start condition）。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux i2c驱动协议的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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