I2C协议

硬件连接

I2C在硬件上的接法如下所示,主控芯片引出两条线SCL、SDA线,在一条I2C总线上可以接很多I2C设备,我们还会放一个上拉电阻。

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IIC传输数据的格式

写操作

流程如下:

  • 主芯片要发出一个start信号

  • 然后发出一个设备地址(用来确定是往哪一个芯片写数据),方向(读/写,0表示写,1表示读)

  • 从设备回应(用来确定这个设备是否存在),然后就可以传输数据

  • 主设备发送一个字节数据给从设备,并等待回应

  • 每传输一字节数据,接收方要有一个回应信号(确定数据是否接受完成),然后再传输下一个数据。

  • 数据发送完之后,主芯片就会发送一个停止信号。

下图:白色背景表示”主→从”,灰色背景表示”从→主”

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读操作

流程如下:

  • 主芯片要发出一个start信号

  • 然后发出一个设备地址(用来确定是往哪一个芯片写数据),方向(读/写,0表示写,1表示读)

  • 从设备回应(用来确定这个设备是否存在),然后就可以传输数据

  • 从设备发送一个字节数据给主设备,并等待回应

  • 每传输一字节数据,接收方要有一个回应信号(确定数据是否接受完成),然后再传输下一个数据。

  • 数据发送完之后,主芯片就会发送一个停止信号。

下图:白色背景表示”主→从”,灰色背景表示”从→主”

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I2C信号

I2C协议中数据传输的单位是字节,也就是8位。但是要用到9个时钟:前面8个时钟用来传输8数据,第9个时钟用来传输回应信号。传输时,先传输最高位(MSB)。

  • 开始信号(S):SCL为高电平时,SDA山高电平向低电平跳变,开始传送数据。

  • 结束信号(P):SCL为高电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。

  • 响应信号(ACK):接收器在接收到8位数据后,在第9个时钟周期,拉低SDA

  • SDA上传输的数据必须在SCL为高电平期间保持稳定,SDA上的数据只能在SCL为低电平期间变化

I2C协议信号如下:

../../_images/009_i2c_signal.pngimage-20210220151524099