i2c总线原理
I2C串行总线的组成及工作原理
I2C串行总线的组成及工作原理I2C是一种常用的串行通信协议，用于在电子设备之间进行数据传输。
它的全称是Inter-Integrated Circuit，即片间串行总线。
1. 主设备（Master Device）：负责发起通信请求并控制整个传输过程的设备。
主设备通常是微控制器、处理器或其他智能设备。
2. 从设备（Slave Device）：被主设备控制的设备。
从设备可以是各种外围设备，如传感器、存储器、显示器等。
3. SDA（Serial Data Line）：用于数据传输的双向串行数据线。
主设备和从设备都可以发送和接收数据。
4. SCL（Serial Clock Line）：用于同步数据传输的时钟线。
主设备产生时钟信号来同步数据传输。
5. VCC（Supply Voltage）：提供电源电压给I2C总线上的设备。
6. GND（Ground）：提供共地连接。
I2C总线的工作原理如下：1.初始化：主设备发起一次总线初始化，在I2C总线上产生一个启动信号。
启动信号表示I2C总线上有新的数据传输将开始。
2.寻址：主设备发送一个7位的设备地址到总线上指定要与之通信的从设备。
I2C总线上可以存在多个从设备，每个设备都有唯一的地址。
3.数据传输：主设备发送数据或者命令到从设备，或者从设备向主设备发送数据回复。
数据通过SDA线传输，时钟通过SCL线提供。
4.确认（ACK）：数据传输完成后，每个接收设备都会回复一个确认信号，表示它已经成功接收数据。
主设备和从设备都可以发送确认信号。
5.停止：主设备发送一个停止信号来结束一次数据传输过程。
停止信号表示I2C总线上没有更多的数据传输。
I2C总线的工作原理是基于主从结构的，主设备控制数据传输的流程。
主设备通过发送启动信号来开始一个数据传输过程，并通过发送设备地址和数据来与特定的从设备进行通信。
通过SCL线的时钟同步，主设备和从设备可以准确地进行数据传输，避免了数据丢失和冲突。
I2C总线原理及应用实例
I2C总线原理及应用实例I2C总线是一种串行通信总线，全称为Inter-Integrated Circuit，是Philips（飞利浦）公司在1982年推出的一种通信协议。
它可以用于连接各种集成电路（Integrated Circuits，ICs），如处理器、传感器、存储器等。
I2C总线的原理是基于主从架构。
主设备（Master）负责生成时钟信号，并发送和接收数据，从设备（Slave）通过地址识别和响应主设备的命令。
I2C总线使用两根线来传输数据，一根是时钟线（SCL），用于主设备生成的时钟信号；另一根是数据线（SDA），用于双向传输数据。
1. 主设备发送起始位（Start）信号，将SDA线从高电平拉低；然后通过SCL线发送时钟信号，用于同步通信。
2.主设备发送从设备的地址，从设备通过地址识别确定是否响应。
3.主设备发送要传输的数据到从设备，从设备响应确认信号。
4. 主设备可以继续发送数据，或者发送停止位（Stop）信号结束通信。
停止位是将SDA线从低电平拉高。
1.温度监测器：I2C总线可以连接到温度传感器上，通过读取传感器的输出数据，进行温度的监测和控制。
主设备可以设置警报阈值，当温度超过阈值时，可以触发相应的措施。
2.显示屏：很多智能设备上的显示屏都采用了I2C总线，如液晶显示屏（LCD）或有机发光二极管（OLED）等。
主设备通过I2C总线发送要显示的信息，并控制显示效果，如亮度、对比度、清晰度等参数。
3.扩展存储器：I2C总线可以用于连接外部存储器，如电子存储器（EEPROM）。
通过I2C总线，可以读取和写入存储器中的数据，实现数据的存储和传输。
4.触摸屏控制器：许多触摸屏控制器也使用了I2C总线，主要用于将触摸信号传输给主设备，并接收主设备的命令。
通过I2C总线，可以实现对触摸屏的操作，如单击、滑动、缩放等。
5.电源管理器：一些电源管理器也采用了I2C总线，用于控制和监测电池电量、充电状态、电压、电流等参数。
i2c的基本工作原理
I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在芯片之间进行数据传输。
它由飞利浦半导体（现在的恩智浦半导体）于1982年开发，并广泛应用于各种电子设备中。
I2C具有简单、高效和可靠的特点，成为众多芯片和模块之间常用的通信接口之一。
本文将详细介绍I2C的基本工作原理。
一、总线架构I2C采用了主从结构的总线架构，其中主设备（Master）负责发起数据传输请求，而从设备（Slave）则在接收到请求后进行响应。
一个I2C总线上可以连接多个从设备，每个从设备都有一个唯一的地址。
主设备通过发送起始信号（Start）来启动通信，然后选择要与之通信的从设备地址，最后发送停止信号（Stop）结束通信。
二、物理层I2C使用双线制进行数据传输，包括数据线（SDA）和时钟线（SCL）。
数据线上的信号是双向的，用于传输数据。
时钟线则由主设备控制，用于同步数据传输。
三、起始和停止信号I2C通信以起始信号（Start）和停止信号（Stop）来标识通信的开始和结束。
起始信号由主设备产生，它表示将要发起一次新的通信。
停止信号同样由主设备产生，表示一次通信的结束。
四、数据传输格式I2C采用了基于字节的数据传输格式。
每个字节都由8位二进制数据组成，包括7位数据位和1位数据方向位。
数据方向位为0表示发送数据，为1表示接收数据。
在每个字节的传输过程中，都会先发送数据方向位，然后再发送数据位。
五、时钟同步I2C使用时钟同步机制来确保通信的准确性。
时钟线由主设备产生，并控制整个数据传输过程的时序。
在每个时钟周期中，数据线上的数据必须稳定，并且只有在时钟线为低电平时才能改变。
六、地址传输在I2C通信中，每个从设备都有一个唯一的7位地址。
主设备通过发送地址来选择要与之通信的从设备。
地址由8个位组成，最高位是固定的0或1，用于表示读（1）或写（0）操作。
其余的7位用于指定从设备的地址。
七、数据传输流程I2C通信的数据传输流程如下：1. 主设备发送起始信号（Start）。
I2C总线
双向二线制同步串行总线
01 工作原理
03 数据传输
目录
02 特征 04 模式
基本信息
I2C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。它只需要两根线即可在连接于总线上 的器件之间传送信息。
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。
6、连接到总线的外部上拉器件必须调整以适应快速模式I2C总线更短的最大允许上升时间。对于负载最大是 200pF的总线，每条总线的上拉器件可以是一个电阻，对于负载在200pF~400pF之间的总线，上拉器件可以是一个 电流源（最大值3mA）或者是一个开关电阻电路。
高速模式
高速模式（Hs模式）器件对I2C总线的传输速度有巨大的突破。Hs模式器件可以在高达3.4Mbit/s的位速率 下传输信息，而且保持完全向下兼容快速模式或标准模式（F/S模式）器件，它们可以在一个速度混合的总线系 统中双向通讯。
Hs模式传输除了不执行仲裁和时钟同步外，与F/S模式系统有相同的串行总线协议和数据格式。
高速模式下I2C总线规范如下：
1、Hs模式主机器件有一个SDAH信号的开漏输出缓冲器和一个在SCLH输出的开漏极下拉和电流源上拉电路。 这个电流源电路缩短了SCLH信号的上升时间，任何时候在Hs模式，只有一个主机的电流源有效；
I2C工作原理
文化在交流中传播高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆被誉为中芬文明交流互鉴“架桥人”的赫尔辛基大学孔子学院，作为芬兰认识中国、中国与芬兰深化友谊和合作的重要窗口，在推动汉语在芬兰的发展方面取得了丰硕的成果，已成为芬兰最大的汉语教学、汉语水平考试及中国问题研究中心，孔子学院还在芬兰多所大学的五个语言中心设立了汉语教学点。
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2．做传播中外文化交流的友好使者我们既要更加热情地欢迎世界各地优秀文化在中国传播，又要更加主动地推动中华文化走向世界。
做中外文化交流的友好使者，是时代赋予我们的使命。
文化传播的途径和文化传播的手段1．秦国攻灭楚国后，为了加强对南方地区的控制，派50万官兵驻扎岭南地区。
这使得相当一部分中原人留在了粤东北地区，对当地文化产生了深远的影响。
秦统一中国后，为了戍边和开发新区，组织了一系列大规模的人口迁徙。
其中最著名的北戍五原、云中，南戍五岭，人数近百万，对长城沿线和华南的开发起了重要作用。
上述材料体现的文化传播途径是A．教育是文化传播的重要途径B．人口迁徙是文化传播的重要途径C．战争是文化传播的根本途径D．古代商贸活动是文化传播的重要途径2．中央电视台“一带一路”的特别报道《数说命运共同体》，通过讲述贸易、投资、中国制造、基础设旅、饮食文化、人员往来等方面的故事，呈现出“一带一路”沿线国家“命运共同体”图景。
该节目通过最新视频技术，使主持人“走出”演播室，在不同国家之间“穿越”，和观众一起认识“一带一路”沿线国家各方面的情况。
茶叶、丝绸伴随着中国口音旅行到了世界各地，而远方的特产来到中国的同时也把海外“乡音”带进了汉语词典，阿拉伯神话传说在中国家喻户晓，中国的电影海报也张贴在外国的电影院里……这表明A．大众传媒具有文化传递、沟通、感召的强大功能B．文化既是民族的，又是世界的C．大众传媒是古今文化传播的主要途径D．文化与经济相互交融，相互影响3．2017年，中国在德国举办贯穿全年、覆盖全德的系列文化庆祝活动。
I2C总线协议及工作原理
I2C总线协议及工作原理I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线协议，由Philips公司提出，适用于在电路板上连接各种集成电路的短距离通信。
I2C总线协议的工作原理是基于主从结构的，其中一个设备作为主设备，其他设备作为从设备。
主设备负责发起通信操作，而从设备则被动响应主设备的指令。
主设备在总线上发出启动信号，然后发送器件地址。
发起通信的主设备控制总线的速度和时序，并且主设备确定读写的类型。
从设备根据地址进行匹配，并根据主设备请求的读写进行响应。
通信完成后，主设备会发送停止信号释放总线。
在I2C总线上，每个设备都有一个唯一的7位或10位地址。
主设备在传输数据之前，会发送起始信号，这个信号告诉从设备通信即将开始。
随后主设备会发送一个地址字节，包含了要通信的从设备的地址和读写控制位。
如果从设备的地址和发送的地址匹配，从设备会发送一个应答（ACK）信号，表示准备好接收数据。
主设备然后才开始发送或接收数据。
数据在I2C总线上传输是以字节为单位的，并且每个字节之后都会有一个应答信号。
主设备负责设置时钟线的电平来控制数据的传输，而从设备负责读取或发送数据位。
在读取数据时，主设备会发送应答位，如果从设备准备好读取下一个字节，会发送应答信号；反之，如果从设备不准备好，会发送非应答信号。
在I2C总线上，主设备还可以使用多主模式，允许多个主设备操作相同的总线。
当多个主设备在通信总线上发起通信时，总线的冲突可能会发生。
为了解决这个问题，I2C总线使用了仲裁机制。
仲裁机制根据优先级决定那个设备能够继续发送数据，优先级高的设备可以中断优先级低的设备的传输，从而保证通信的顺利进行。
总结起来，I2C总线协议是一种简单、高效的串行通信协议。
它通过两根线实现设备之间的通信，并且支持多主模式。
它的工作原理是基于主从结构，主设备发起通信，从设备被动响应。
通过仲裁机制，解决了多主模式下的冲突问题。
I2C总线
I2C总线组成及工作原理I2C总线是PHILIPS公司的一个创举，它只由两根线组成（时钟信号线SCL，数据信号线SDA），却可以轻而易举地实现多主机系统与多从机之间的协调配合。
可谓“简约而不简单”。
I2C实现这些功能有赖与其独特的设计。
总线仲裁可以解决多主机同时发信号而引起的数据混乱问题；各器件之间都是线与的关系，可以有效协调高低速器件的运行速度不同的问题；采用串行总线技术可使硬件设计大大简化、系统体积减小、可靠性提高。
同时，系统的更改和扩充极为容易。
一、I2C总线概述I2C总线只有两根双向信号线。
一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。
I2C总线通过上拉电阻接正电源。
当总线空闲时，两根线均为高电平。
连到总线上班的任一个设备输出低电平，都将使总线信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线与的关系。
每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。
主机与其他器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其他器件，这时主机即为发送器。
接收数据的器件为接收器。
器件也可发送数据到主机。
在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。
为了避免混乱，I2C总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线。
二、I2C总线的数据传输格式1)字节传输与应答每一个字节必须为八位长度，后接一个应答信号。
数据传送时，先送最高位（MSB），每一个字节后都必须跟一个应答位，即一帧有九位。
由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机在处理数据时），它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号来终止传输。
如果从机对主机进行了应答，数据传输一段时间后无法继续接收更多的数据，从机可以通过对无法接收的第一个字节的“非应答”通知主机。
主机则发出终止信号终止传输。
2）数据帧格式在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。
每次数据传输都是主机产生终止信号结束。
iic总线工作原理
iic总线工作原理IIC（Inter-Integrated Circuit）总线，也被称为I2C总线，是一种在集成电路中用于通信的串行通信总线。
它由飞利浦公司（Philips）于1982年推出的，旨在提供一种简单和高效的通信方式。
I2C总线常用于连接芯片和外设之间，如传感器、显示器、存储器等，以实现数据的传输和控制。
I2C总线的工作原理如下：1. 架构和拓扑：I2C总线采用主从结构，由一个主节点（Master）和多个从节点（Slave）组成。
主节点负责控制总线操作，而从节点接受命令并返回数据。
2. 线路和电气特性：I2C总线使用两根信号线进行通信，即SDA （Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA线用于数据传输，而SCL线用于时钟同步。
总线上的每个节点都有一个唯一的地址，用于标识和寻址。
3.起始和停止条件：I2C通信的每个传输都以起始条件和停止条件标识。
起始条件由主节点发出，即在SCL线为高电平时，SDA线从高电平跳变到低电平。
停止条件也由主节点发出，即在SCL线为高电平时，SDA线从低电平跳变到高电平。
4.数据传输：在I2C总线上的数据传输分为两种模式，即写模式和读模式。
-写模式：主节点发送数据给从节点。
主节点首先发送从节点的地址和写命令，然后从节点返回一个应答信号。
主节点接着发送要写入的数据，并由从节点返回应答。
主节点在发送完所有数据后，发送停止条件。
-读模式：主节点从从节点读取数据。
主节点首先发送从节点的地址和读命令，然后从节点返回应答。
主节点在接收数据之前，发送一个时钟脉冲，从节点在每个时钟脉冲间隔内发送一个数据位。
主节点接收数据，并返回一个应答信号。
主节点在读取完所有数据后，发送停止条件。
5.时钟同步：I2C总线使用时钟同步机制，即通过SCL线上的时钟脉冲来同步数据传输的速度。
主节点控制时钟频率，并通过时钟脉冲告知从节点何时发送或接收数据。
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I2C总线原理
♦什么是I2C总线？
I2C即Inter IC，由Philips公司开发，是当今电子设计中应用非常广泛的串行总线之一，主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。
I2C总线只有两根线，SCL和SDA，SCL即Serial Clock，串行参考时钟，SDA即Serial Data，串行数据。
♦I2C总线的速率能达到多少？
标准模式下：100Kbps
快速模式下：400Kbps
高速模式下：3.4Mbps
I2C总线结构如下图所示：
如上图所示，I2C是OC或OD输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据I2C总线上所挂器件数量及I2C总线的速率有关，一般是标准模式下R选择10kohm，快速模式下R选取1kohm，I2C总线上挂的I2C器件越多，就要求I2C的驱动能力越强，R的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取4.7kohm上拉
电阻，然后在调试的时候根据实测的I2C波形再调整R的值。
♦I2C总线上最多能挂多少个I2C器件？
I2C总线上允许挂接I2C器件的数量由两个条件决定：
1).I2C从设备的地址位数。
I2C标准中有7位地址和10位地址两种。
如果是7位地址，允许挂接的I2C器件数量为：27＝128，如果是10位地址，允许挂接的I2C 器件数量为：210＝1024，一般I2C总线上挂接的I2C器件不会太多，所以现在几乎所有的I2C器件都使用7位地址。
2).挂在I2C总线上所有I2C器件的管脚寄生电容之和。
I2C总线规范要求，I2C 总线容性负载最大不能超过470pF。
♦I2C总线是如何工作的？
1).I2C总线传输的特点。
I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。
等不到ACK信号后，传输终止。
空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。
2).如何判断一次传输的开始？
如上图所示，I2C总线传输开始的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由高电平向低电平的跳变。
3).如何判断一次传输的结束？
如上图所示，I2C总线传输结束的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由低电平向高电平的跳变。
跟开始标识正好相反。
4).什么样的I2C数据才是有效的。
在SCL处于高电平期间，SDA保持状态稳定的数据才是有效数据，只有在SCL处于低电平状态时，SDA才允许状态切换。
前面已经讲过了，SCL高电平期间，SDA状态发生改变，是传输开始/.结束的标志。
♦I2C总线的主要时序参数有哪些？
I2C总线的主要时序参数有：开始建立时间t SU:STA，开始保持时间t HD:STA，数据建立时间t SU:DAT，数据保持时间t SU:DAT ，结束建立时间t SU:STO。
如下图所示：
开始建立时间：SCL上升至幅度的90%与SDA下降至幅度的90%之间的时间间隔；
开始保持时间：SDA下降至幅度的10%与SCL下降至幅度的10%之间的时间间隔；
数据建立时间：SDA上升至幅度的90%或SDA下降至幅度的10%与SCL上升至幅度的10%之间的时间间隔；
数据保持时间：SCL下降至幅度的10%与SDA上升至幅度的10%或SDA下降至幅度的90%之间的时间间隔；
结束建立时间：SCL上升至幅度的90%与SDA上升至幅度的90%之间的时间间隔； I2C总线的时序参数要求：
♦I2C总线如何进行读写操作？
如上图所示，I2C开始传输时，第一个字节的前7bit是地址信息(7位地址器件)，第8bit是操作标识，为“0”时表示写操作，为“1”时表示读操作，第9个时钟周期是应答信号ACK，低有效，高电平表示无应答，传输终止。
在上图中还可以看出，正常情况下，写操作是I2C主设备方发起终止操作的，而读操作时，I2C主控制器在接收完最后一个数据后，不对从设备进行应答，传输终止。
♦I2C总线案例分析
问题描述：
在测试某I2C总线时，发现SDA数据线上有毛刺，而且出现的位置很有规律，一般在第9，18，27-----时钟周期的后面。
如下图所示。
问题分析：
如上图所示，t1是I2C总线上的Slave设备应答信号ACK(第9个时钟周期输出)相对与参考时钟SCL下降沿的滞后时间。
数据方向是Slave-->Master。
t 2是I2C总线上的Master设备在第10个时钟输出相对了参考时钟SCL的滞后时间。
数据方向是Master-->Slave。
∆t是Master设备与Slave设备输出数据延迟的时间差。
Master设备发出最后一个bit数据后，总线的使用权交给Slave设备使用，由Slave设备发出应答信号ACK，该信号在SCL下降沿经t1延迟后发出，在SCL的下一个时钟沿后内经t1后结束。
而Master设备在同一个时钟沿，经常t2延迟后发出第9bit 数据，这样在∆t (t2-t1)时间内，Master和Slave设备都没有使用总线，由于SDA是OC/OD输出，芯片外面通过电阻R上拉到VCC，将SDA电平拉升，但是由于∆t很短，VCC 还没来的及将SDA拉到稳定的高电平，Master就开始发出数据“VCC还没来的及将SDA 拉到稳定的高电平，Master就开始发出数据“0”将SDA拉低，因此就在SDA上形成了宽度很窄的半高电平，就是我们观察到的毛刺。
此毛刺不会I2C总线的读写时序产生影响。
无需处理。