I2C总线在物理连接上非常大略,分别由SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)及上拉电阻组成。
通信事理是通过对SCL和SDA线高低电平时序的掌握,来产生I2C总线协议所须要的旗子暗记进行数据的

通报。在总线空闲状态时,这两根线一样平常被上面所接的上拉电阻拉高,保持着高电平。
1.1.2 I2C总线特色
I2C总线上的每一个设备都可以作为主设备或者从设备,而且每一个设备都会对应一个唯一的地址
(可以从I2C器件的数据手册得知),主从设备之间就通过这个地址来确定与哪个器件进行通信,在常日
的运用中,我们把CPU带I2C总线接口的模块作为主设备,把挂接在总线上的其他设备都作为从设备。
I2C总线上可挂接的设备数量受总线的最大电容400pF 限定,如果所挂接的是相同型号的器件,
则还受器件地址位的限定。
I2C总线数据传输速率在标准模式下可达100kbit/s,快速模式下可达400kbit/s,高速模式下
可达3.4Mbit/s。一样平常通过I2C总线接口可编程时钟来实现传输速率的调度,同时也跟所接的上拉电阻
的阻值有关。
I2C总线上的主设备与从设备之间以字节(8位)为单位进行双向的数据传输。
1.1.3 I2C总线协议
I2C协议规定,总线上数据的传输必须以一个起始旗子暗记作为开始条件,以一个结束旗子暗记作为传输
的停滞条件。起始和结束旗子暗记总是由主设备产生。总线在空闲状态时,SCL和SDA都保持着高电平,
当SCL为高电平而SDA由高到低的跳变,表示产生一个起始条件;当SCL为高而SDA由低到高的跳变,
表示产生一个停滞条件。在起始条件产生后,总线处于忙状态,由本次数据传输的主从设备独占,
其他I2C器件无法访问总线;而在停滞条件产生后,本次数据传输的主从设备将开释总线,总线再次
处于空闲状态。如图所示:
在理解起始条件和停滞条件后,我们再来看看在这个过程中数据的传输是如何进行的。前面
我们已经提到过,数据传输以字节为单位。主设备在SCL线上产生每个时钟脉冲的过程中将在SDA
线上传输一个数据位,当一个字节按数据位从高位到低位的顺序传输完后,紧接着从设备将拉低SDA线,
回传给主设备一个应答位,此时才认为一个字节真正的被传输完成。当然,并不是所有的字节传输都
必须有一个应答位,比如:当从设备不能再吸收主设备发送的数据时,从设备将回传一个否定应答位。
数据传输的过程如图所示:
在前面我们还提到过,I2C总线上的每一个设备都对应一个唯一的地址,主从设备之间的数据传输
是建立在地址的根本上,也便是说,主设备在传输有效数据之前要先指定从设备的地址,地址指定的
过程和上面数据传输的过程一样,只不过大多数从设备的地址是7位的,然后协议规定再给地址添加
一个最低位用来表示接下来数据传输的方向,0表示主设备向从设备写数据,1表示主设
读数据。如图所示:
图所示:
1.1.4 I2C总线操作
对I2C总线的操作实际便是主从设备之间的读写操作。大致可分为以
第一,主设备往从设备中写数据。数据传输格式如下:
第二,主设备从从设备中读数据。数据传输格式如下:
从设备中读数据。数据传输格式如下:
第三,主设备往从设备中写数据,然后重启起始条件,紧接着从从设备中读取数据;
或者是主设备从从设备中读数据,然后重启起始条件,紧接着主设备往从设备中写数据。
数据传输格式如下:
第三种操作在单个主设备系统中,重复的开启起始条件机制要比用STOP终止传输后
又再次开启总线更有效率。
1.2 I2C总线硬件接口电路示例1.2.1 I2C总线硬件接口电路示例一
这个电路是基于LPC2368 ARM7芯片进行设计的,利用其内部的I2C接口作为主设备,
利用ADT75和SC16IS740作为两个从设备的I2C总线运用。
ADT75是一个带I2C接口的温度传感器器件,数据手册上对其地址的描述如下:
由此,其地址跟A0、A1、A2引脚的接法有关,我们这里的实例是将A0、A1、A2全部接到高电平上,
因此其地址是:1001111(即0x4F),又因根据协议再给地址添加一个最低位(方向位,默认给写方向),
因此末了这个温度传感器作为从设备的地址是:10011110(即0x9E)。










