I2C

I2C與SPI類似，I2C常用來為電路板層次的集成電路、傳感器等元件的連接提供短程接口。

多個并聯(lián)的I2C器件

I2C只使用兩條雙向信號線：串行數(shù)據(jù)線(SDA)和串行時鐘線(SCL)。沒有選擇線，而且因為I2C是半雙工接口，所以它只需要一條數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線都是漏極開路，即器件內部的FET的漏極與SDA和SCL引腳相連接。這也意味著I2C接口被強制接到外部上拉電阻。上拉電壓一般為3.3V~5.0V，由元件的I2C接口規(guī)范決定。當一件設備作為電流主設備，將兩個總線信號調整到“開始”狀態(tài)時，I2C總線上的數(shù)據(jù)交換就開始了，同時其它I2C設備也收到信號，知道主設備需要通信。當“開始”狀態(tài)一開始，所有的I2C設備都會做好等待總線傳輸數(shù)據(jù)的準備。

在“開始”狀態(tài)出現(xiàn)后，主設備發(fā)送一個設備的地址以及要進行的操作的命令(讀或寫)。當其它I2C設備都接收到地址后，它們將接收到的地址與自己的地址比較，如果不匹配，就一直保持在等待狀態(tài)，直到總線被“停止”狀態(tài)釋放為止。如果地址與一個I2C設備匹配，該設備將產生一個應答響應發(fā)送給主設備。

主設備接收到應答響應后，就會開始傳送數(shù)據(jù)，或者等待響應的從設備返回數(shù)據(jù)，這取決于先前傳送的地址是讀地址還是寫地址。在讀入數(shù)據(jù)時，主設備對從設備傳回的每個字節(jié)都發(fā)送一個響應信號。在數(shù)據(jù)傳輸完成時，主設備釋放I2C總線，把它設置為“停止”狀態(tài)。

7位I2C地址格式

I2C支持7位或10位地址，由所使用的器件決定。上圖所示中的原始的7位設計類型中，最低有效位(LSB)表明該地址是用來從主設備讀取數(shù)據(jù)還是向主設備寫入數(shù)據(jù)。剩下的7位構成了總線上特定I2C外圍設備的實際地址。

一個10位地址包含2字節(jié)，該地址分兩步發(fā)送，如下圖所示。最高有效字節(jié)首先發(fā)送，然后是最低有效字節(jié)。注意，當使用10位地址時，從設備為這兩個地址字節(jié)各發(fā)送一個應答信號(ACK)。

10位I2C地址格式

在設備制造生產時，它就被分配了一個地址。對于大容量元件，通常使用的方法是向NXP請求地址分配。如果需要連接兩個微控制器，可以給它們分配你想要的任何地址，但是選擇要慎重。

下圖列出的一些地址值是由NXP指定并保留的。

I2C保留的7位地址

下圖為I2C技術參數(shù)為I2C接口規(guī)定的四種不同的速度(比特率)。

I2C比特率

還有一種“超快模式”，使用單向總線時，最大傳輸速率5MB/s，但是傳統(tǒng)的I2C接口與該模式不兼容。