I2C通信

只看该作者 · 2025-5-26 19:25

I2C（Inter-integrated Circuit）总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。

I2C总线支持设备之间的短距离通信，它只需要两根信号线来完成信息交换。

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。用于处理器和一些外围设备之间的接口，常用于单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。

1)工作原理

SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）都是双向I/O线，接口电路为开漏输出．需通过上拉电阻接电源VCC．当总线空闲时．两根线都是高电平，连接总线的外同器件都是CMOS器件，输出级也是开漏电路．在总线上消耗的电流很小，因此，总线上扩展的器件数量主要由电容负载来决定，因为每个器件的总线接口都有一定的等效电容．

主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件．在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件．然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下．主机负责产生定时时钟和终止数据传送。数据传输和地址设定由软件设定，非常灵活。

只看该作者 · 2025-5-26 19:26

2)I2C 主要特点

A.简单的双向两线总线（漏极开路模式）：

B.串行数据(SDA)串行时钟(SCL)

C.带仲裁功能的多主机的总线

D.总线上的每个设备都具有不同的识别地址

E.每次数据传输都是由主机发起，且时钟总是由主机提供

只看该作者 · 2025-5-26 19:27

3)主设备从从设备读数据，如下图

SCL是时钟，SDA承载的是数据。当SDA从1变动到0，而SCL还是1时，表示开始数据传输。接下来的7位，就是设备的地址。紧接着的是读写标志，其为1时是读取，为0则是写。如果I2C总线上存在着和请求的地址相对应的设备，则从设备会发送一个ACK信号通知主设备，可以发送数据了。接到ACK信号后，主设备则发送一个8位的数据。当传输完毕之后，SCL保持为1，SDA从0变换到1时，标明传输结束。

只看该作者 · 2025-5-26 19:28

4)主从设备通信

master是指启动数据传输的设备并在总线上生成时钟信号以驱动该传输，而被寻址的设备都作为slaves。

和SPI不同的是，I2C可以支持mul-master系统，允许有多个master并且每个master都可以与所有的slaves通信（master之间不可通过I2C通信，并且每个master只能轮流使用I2C总线）。

I2C的数据传输速率位于串口和SPI之间，大部分I2C设备支持100KHz和400KHz模式。使用I2C传输数据会有一些额外消耗：每发送8bits数据，就需要额外1bit的元数据（ACK或NACK）。I2C支持双向数据交换，由于仅有一根数据线，故通信是半双工的。

只看该作者 · 2025-5-27 09:12

I2C总线支持设备之间的短距离通信，它只需要两根信号线来完成信息交换。