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I2C通信理解

很多朋友在進行IIC通信協(xié)議開發(fā)的時候比較迷茫，一方面是可能長時間沒怎么用了，相關(guān)的知識有所忘卻，也算正常，不過如果重新圍著通信時序圖看來看去，那還是比較麻煩的，比如IIC的起始電平條件、停止電平條件、以及數(shù)據(jù)保持即更新條件等等:



雖然每個器件對IIC通信的波形要求不是太相同，但IIC的通信時序容忍度非常高，基本上常規(guī)范圍的通信參數(shù)和驅(qū)動都是通用的。

IIC數(shù)據(jù)的傳輸過程，在SCL通信同步時鐘節(jié)拍的控制下，主機發(fā)送數(shù)據(jù)主動使得總線電平發(fā)生變化，供從機檢測接收，而當(dāng)從機接收到數(shù)據(jù)以后接著主動的拉低SDA來作為應(yīng)答信號通知主機，如果沒有拉低則表示非應(yīng)答。

之前很多朋友都不太理解IIC的主機是怎么檢測到從機應(yīng)答的，似乎從SDA線上的波形看都好像是主機發(fā)送出來的，所以在進行通信波形解析的時候一定要注意區(qū)分信號到底是主機還是從機在處理。

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IIC數(shù)據(jù)幀

對于通信的應(yīng)用，重要的并不是所謂的電平變化，當(dāng)然也不是說不重要，畢竟有時候通信不穩(wěn)定還得從原始波形進行分析，但是大部分應(yīng)用開發(fā)人員更多的是要了解如何傳遞數(shù)據(jù)幀，掌握好數(shù)據(jù)幀的傳遞過程和方式。

不同廠商的數(shù)據(jù)幀稍微有所差異，比如7位地址、8位地址和10位地址，但總體上都是大同小異，大家可以參考對應(yīng)的芯片手冊進行學(xué)習(xí)，這里以最常用的7地址位跟大家介紹一下：

IIC是一種主從通信方式，通信發(fā)起者為主機，主要熟悉三種數(shù)據(jù)幀傳遞過程:

1、單次或連續(xù)向從機寫數(shù)據(jù)

注意如上僅僅只是數(shù)據(jù)幀傳遞，類似于我們平時的串口通信，而至于通信數(shù)據(jù)域內(nèi)的數(shù)據(jù)含義，是由通信雙方共同約定即可，也就是所謂的應(yīng)用層協(xié)議的制定了。

2、單次或連續(xù)向從機讀數(shù)據(jù)

讀數(shù)據(jù)的過程主機發(fā)送的讀寫標(biāo)志位發(fā)生變化，在數(shù)據(jù)部分從機主動控制總線發(fā)送數(shù)據(jù)給主機，然后主機來進行應(yīng)答，剛好與IIC寫數(shù)據(jù)相反。

3、通訊過程讀寫切換

在通信過程中需要進行讀寫切換時不需要發(fā)送停止，而是應(yīng)答以后重新發(fā)一次起始和從機地址及讀寫狀態(tài)，接著進行下面的數(shù)據(jù)處理即可。

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IIC通信別忘了上拉

對于IIC總線不要忘記通信IO上拉，上拉主要是保證信號線在空閑的狀態(tài)保持高電平，也就是邏輯1,。

同時IIC總線采用的是一種開漏輸出的架構(gòu)，通信線上的器件可以將線路的電平拉低，即邏輯0；但是無法主動將線路拉高到邏輯1,所以上拉必不可少。

所以為了確保通信線上能夠提供足夠的驅(qū)動能力，同時也不能導(dǎo)致信號失真，上拉電阻阻值的選擇尤為重要。

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上拉電阻怎么選？

上拉電阻該怎么選呢？那影響因素可就多了~

1、通信的總線長度

通常通信線路越長，電阻要稍微大一點。

2、通信的總線材質(zhì)

如果總線提供的容性負載較高，要適當(dāng)減小電阻，以加快信號的變化時間。

3、通信的速率

適當(dāng)降低上拉電阻，提高驅(qū)動電流，加快電平反應(yīng)速度。

具體情況就具體分析和折中去選擇上拉電阻了，最后就是注意電平上的匹配，避免損壞芯片~

審核編輯：劉清