I2C总线协议及其应用

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- 1 - I2C总线规范

目录

1序言........................................................................................................................3

1.1 版本1.0-1992....................................................................................................................3

1.2 版本2.0-1998....................................................................................................................3

1.3 版本2.1-2000....................................................................................................................3

1.4 购买Philips的I2C总线元件..............................................................................................3 2I2C总线使设计人员和厂商都得益..........................................................................3

I2C通信过程：

主机：开始总线传送数据，并一直负责产生时钟，此时任何被寻址的器件均被认为是从机，最后由主机负责结束数据传送。任何时间点只能有一个主机。

1.主机发出开始信号；

2.主机接着发出一个字节的寻址和控制信息；（其中最低位为读写控制码（1为读、0为写）, 高七位为从机器件地址）

3.从机发出认可信号；（具体为：从机获得SDA控制权，拉低）

4.主机开始发送信号，每发完一字节后，从机发出认可信号给主机；

5.主机发出停止信号；

开始信号：在时钟线为高电平期间，数据线由高变低，将产生一个开始信号

停止信号：在时钟线为高电平期间，数据线由低变高，将产生一个停止信号

应答信号：即认可信号，主机写从机时，每写完一个字节，如果正确从机将在下一个时钟周期将数据线拉低，以告诉主机操作有效。

总线上每个设备都有自己的一个地址（厂商4bit，识别3bit），共7个bit，广播地址全0。

i2c协议

1. 简介

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，最初由Philips公司开发，用于在低速设备之间进行通信。它是一种简单而又有效的通信协议，常被用于连接各种外设，如传感器、显示屏、存储器等。

2. 基本原理

I2C协议基于两根总线线路：SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock

Line）。SDA线用于数据传输，SCL线用于时钟同步。在I2C总线上，可以同时连接多个设备，每个设备都有一个唯一的地址。数据传输是以字节为单位进行的，每个字节都由8个位表示。

在I2C通信中，主设备（master）和从设备（slave）的角色是固定的。主设备负责发起通信，并控制总线上的时钟信号。从设备则根据主设备的指令进行响应。

3. 信号传输

I2C协议中的信号传输主要分为两种类型：地址传输和数据传输。

3.1 地址传输

地址传输用于确定通信的目标设备。在开始一次通信时，主设备首先发送一个起始信号（Start），然后发送包含目标设备地址和读写方向的字节。目标设备根据其地址来判断是否需要响应当前通信。 如果地址匹配成功，目标设备会发送一个应答信号（Acknowledge，简称ACK），表示准备好进行数据传输。如果地址匹配失败或目标设备忙碌，目标设备会发送一个非应答信号（Not Acknowledge，简称NACK）。

3.2 数据传输

数据传输是在地址传输成功后进行的。主设备发送数据或指令时，目标设备必须发送一个应答信号（ACK）作为确认；而当目标设备向主设备传输数据时，主设备则需要发送一个应答信号（ACK）。

数据传输时，每个数据字节都会在时钟的边沿进行传输。主设备发送数据时，每个数据位都会在时钟的下降沿稳定，目标设备则在时钟的上升沿开始读取数据。数据传输完成后，主设备会发送一个停止信号（Stop）来结束本次通信。

4. 速度和模式

SPI、I2C、UART三种串行总线的原理、区别及应用

SPI、I2C、串口、我相信如果你是从事的是嵌入式开发，一定会用到这三种通信协议，串口的话因为和波特率有关，所以一般的CPU或者MCU只会配有两个或者三个串口，而数据的传输，的话SPI和I2C用得会比较多，下面找到了一篇博客。转过来、

1、UART就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。在多机通信上面用的最多。

2、SPI接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。

3、I2C接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。

SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行

UART：通用异步串行口。按照标准波特率完成双向通讯，速度慢

SPI:一种串行传输方式,三线制,网上可找到其通信协议和用法的

3根线实现数据双向传输

串行外围接口 Serial peripheral interface

UART:通用异步收发器

UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了RS-232C数据终

端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了

。作为接口的一部分，UART还提供以下功能：

将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。将计算机外部来的串行

数据转换为字节，供计算机内部使用并行数据的器件使用。在输出的串行数据流中加入

奇偶校验位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。在输出数据流中加入启停标记，

并从接收数据流中删除启停标记。处理由键盘或鼠标发出的中断信号（键盘和鼠票也是