IIC通信介绍

一、概述

IIC集成电路总线，该总线由NXP公司设计，多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离近，任意时刻只能有一个主机等。经常IIC和SPI接口被认为指定是一种硬件设备，但其实这样的说法是不尽准确的，严格的说他们都是人们所定义的软硬结合体，分为物理层（四线结构）和协议层（主机，从机，时钟极性，时钟相位）。IIC，SPI的区别不仅在与物理层，IIC比SPI有着一套更为复杂的协议层定义。

二、IIC的物理层

• 两条总线线路：一条是串行数据线SDA，一条是串行时钟线SCL（IIC是半双工，而不是全双工）。
• 每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和其它器件通信，主机/从机角色和地址可配置，主机可以作为主机发送器和主机接收器。
• IIC是真正的多主机总线，（而这个SPI在每次通信前都需要把主机定死，而IIC可以在通讯过程中，改变主机），如果两个或更多的主机同时请求总线，可以通过冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏。
• 传输速率在标准模式下可以达到100kb/s，快速模式下可以到400kb/s。
• 连接到总线的IC数量只是受到总线的最大负载电容400pf限制。
  

三、IIC的协议层

• IIC总线的数据有效性规定：
  IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号变为低电平时，数据线上的高低点评状态才允许变化。
  

起始信号与终止信号
规定：在时钟信号为高电平期间，当数据线的状态由高变低，表示一个起始信号。
在时钟信号为低电平期间，当数据线的状态由低变高，表示一个终止信号。
注意：起始信号和终止信号都是由主机产生的，在起始信号产生之后，总线就处于被占用状态，在终止信号产生之后，总线就处于空闲状态。

数据传送过程
每当发送端发送完1Byte的数据后，发送端等待一定的时间，等待接收方的应答信号，接收端通过拉低SDA数据线，给发送端发送一个应答信号，来提醒发送端我已经接收完成，数据可以继续传输，接下来，发送端就可以继续发送数据了。每一个字节必须保证是8个bit位，数据传送时先传送最高位（MSB），每一个传送的字节后面必须跟一个应答位（即：一帧共9位）。

基本都会用到IIC来传输数据。

Q：IIC通信的优点？

A：减少电路板空间和芯片管脚数量，节省成本。

Q： IIC通信适用场景？

A：多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。

Q：IIC传输速率是多少？

A：传输速率在标准模式下可以达到100kb/s,快速模式下可以达到400kb/s。

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_38498942/article/details/86473776

IIC两线通信，很好用

IIC总线只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息：一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

由于IIC采用开漏输出，所以SDA和SCL线都需要外接上拉电阻至电源电压。合适的上拉电阻值通常在1kΩ到10kΩ之间

IIC通信是一种简单、高效的串行通信协议，适用于多种电子设备和应用。

避免总线长度超过1m              

在某些情况下，从设备可能需要时间处理中断或其他实时任务，因此主设备需要等待从设备的确认信号。

半双工、多主多从双向通信，仅需2根线（SDA数据、SCL时钟）。

所有连接到IIC总线上的设备的逻辑电平兼容，特别是在混合电压系统中可能需要使用电平转换器。

注意电源电压兼容性，确保所有连接到IIC总线上的设备能够工作在同一电压水平下。

IIC总线的长度有限，通常不超过几米。长距离通信可能需要额外的缓冲或驱动器。

IIC通信的时钟频率可以根据需要在主设备和从设备之间进行选择。较高的时钟频率可以提高数据传输速率，但同时也会增加线路的调试难度。

IIC总线需要上拉电阻将SDA和SCL线拉高到逻辑高电平。上拉电阻的值通常在1.8kΩ到10kΩ之间

IIC通信的时序包括启动信号、停止信号、数据传输和应答信号。主机负责产生时钟信号和控制通信的开始和结束。

长线路需考虑信号衰减和EMI防护，如使用屏蔽线或缩短走线

标准IIC速度为100kHz，快速模式为400kHz，高速模式可达3.4MHz

IIC应该算是最简单的串行通信了吧

SDA和SCL必须通过外部上拉电阻

在多主设备环境中，如果两个主设备同时尝试发起通信，则需要有仲裁机制来决定哪个主设备继续进行通信。

IIC不适合长距离通信，通常建议通信距离不超过几米。对于更长的距离，可能需要考虑使用其他类型的通信协议或者增强信号的方法。