I2C通讯协议介绍
I2C协议概述
I2C协议概述概述：I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在集成电路（IC）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）在1982年开发，并于1992年公开发布。
I2C协议被广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、数字摄像机等。
一、协议特点：1. 硬件要求简单：I2C协议只需要两根线（SDA和SCL）进行数据传输，相对于其他串行通信协议来说，硬件要求较低。
2. 双向通信：I2C协议支持双向通信，主设备（Master）可以发送和接收数据，从设备（Slave）只能接收数据。
3. 多主设备支持：I2C协议允许多个主设备连接到同一条总线上，通过地址选择来确定通信对象。
4. 传输速率可变：I2C协议支持多种传输速率，最高可达到400Kbps。
5. 时钟同步：I2C协议使用时钟同步机制，确保数据传输的准确性。
二、协议格式：I2C协议的数据传输分为两种模式：地址模式和数据模式。
1. 地址模式：在地址模式下，主设备发送一个包含从设备地址和读/写位的字节，以选择通信对象。
地址模式的格式如下：[起始位] + [从设备地址（7位）+ 读/写位（1位）] + [应答位]- 起始位：始终为低电平，表示传输开始。
- 从设备地址：指定从设备的地址，由7位二进制数表示。
- 读/写位：指定主设备是要读取从设备的数据还是写入数据。
读取数据时为高电平，写入数据时为低电平。
- 应答位：由从设备发送，用于确认地址是否被接收。
2. 数据模式：在数据模式下，主设备和从设备之间进行数据传输。
数据模式的格式如下：[数据字节] + [应答位]- 数据字节：主设备发送或接收的数据，由8位二进制数表示。
- 应答位：由接收方发送，用于确认数据是否被接收。
三、协议流程：I2C协议的通信过程包括起始条件、地址传输、数据传输和停止条件。
1. 起始条件：通信开始时，主设备发送一个低电平的起始位，表示传输开始。
i2c通讯协议
i2c通讯协议1. 引言i2c通讯协议是一种用于连接集成电路的串行通信协议。
它被广泛应用于各种电子设备中，如传感器、存储器、数字转换器等。
i2c是一种简单、高效、可靠的通信协议，具有多主机、多从机的特性，适用于在复杂系统中实现设备之间的通信。
2. i2c通讯协议的基本特性i2c通讯协议具有以下几个基本特性：2.1. 串行通信i2c使用两根线进行通信，即SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）。
通过在这两根线上传递高电平和低电平来实现数据传输。
2.2. 主从结构i2c通讯协议支持多主机、多从机的结构。
其中，主机是发起通信的设备，从机是被动响应的设备。
主机负责发送指令和接收数据，从机负责执行指令并返回数据。
2.3. 寻址机制i2c通讯协议使用7位或10位的地址来寻址从机。
每个从机都有一个唯一的地址，主机通过发送地址来选择与之通信的从机。
2.4. 时钟同步i2c通讯协议使用时钟来同步数据传输。
时钟由主机提供，从机根据时钟信号进行数据的读取和写入。
2.5. 数据传输方式i2c通讯协议支持两种数据传输方式：字节传输和块传输。
字节传输是指一次只传输一个字节的数据，块传输是指一次传输多个字节的数据。
2.6. 起始和停止条件i2c通讯协议使用起始和停止条件来标识一次通信的开始和结束。
起始条件是SDA从高电平切换到低电平，而SCL保持高电平。
停止条件是SDA从低电平切换到高电平，而SCL保持高电平。
3. i2c通讯协议的使用步骤使用i2c通讯协议进行设备间通信的步骤如下：3.1. 初始化在通信开始之前，需要对i2c总线进行初始化配置。
这包括设置主机的地址模式（7位或10位）、设置时钟频率等。
3.2. 起始条件主机发送起始条件，即SDA从高电平切换到低电平，而SCL保持高电平。
这表示通信的开始。
3.3. 选择从机主机发送从机的地址以选择与之通信的设备。
地址的发送方式与地址模式有关，可以是7位或10位。
3.4. 数据传输主机发送指令和数据给从机，从机执行指令并返回数据给主机。
I2C通讯协议
I2C通讯协议协议名称：I2C通讯协议1. 引言I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在集成电路芯片之间进行数据传输。
本协议旨在规范I2C通信的各个方面，包括物理层连接、数据传输格式、设备地址分配、时序要求等。
2. 物理层连接2.1 I2C总线拓扑I2C总线采用多主机、多从机的拓扑结构。
总线由两根信号线组成，分别是串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
2.2 电气特性I2C总线采用开漏输出方式，需要外部上拉电阻。
SDA和SCL线上的电平由总线上的主机或从机设备控制。
2.3 总线速率I2C总线支持多种速率，常见的有标准模式（100 kbit/s）、快速模式（400 kbit/s）和高速模式（3.4 Mbit/s）。
3. 数据传输格式3.1 帧结构I2C通信采用帧结构，每个帧包含一个起始位、8位数据位、一个应答位和一个停止位。
3.2 数据传输方向I2C通信支持主机向从机的写操作（主机发送数据）和主机从从机的读操作（主机接收数据）。
3.3 起始和停止条件I2C通信的起始条件是SDA线由高电平跳变到低电平，同时SCL线保持高电平。
停止条件是SDA线由低电平跳变到高电平，同时SCL线保持高电平。
4. 设备地址分配4.1 7位地址模式I2C总线使用7位设备地址进行设备识别。
地址的最高位为0，表示写操作；最高位为1，表示读操作。
4.2 10位地址模式I2C总线还支持10位设备地址模式，用于解决设备数量过多的情况。
5. 时序要求5.1 数据传输时序I2C通信的时序要求严格，包括起始条件、停止条件、数据传输、应答等。
具体的时序图可参考相关文档。
5.2 时钟同步I2C总线上的时钟由主机设备产生，所有从机设备都同步于主机设备的时钟信号。
5.3 延时要求I2C通信需要保证一定的延时要求，以确保数据的稳定传输。
6. 错误处理6.1 应答错误主机设备在发送地址或数据后，会等待从机设备的应答信号。
iic通信协议
iic通信协议I2C通信协议（I2C protocol），全称Inter-Integrated Circuit，是一种串行通信协议，常用于连接电子设备（如传感器、存储器和其他外设）之间的数据传输。
I2C协议最早由飞利浦半导体（现在的恩智浦半导体）在1982年提出，目前已成为电子设备之间最流行的通信协议之一。
I2C通信协议的特点之一是使用了两根传输线（SDA和SCL），简化了设备之间的连接，并且可以同时连接多个设备。
其中，SDA（Serial Data Line）用于传输数据，SCL（Serial Clock Line）用于同步设备之间的时钟信号。
这种双线的设计使得多个设备可以在同一条总线上进行通信，同时还能够实现主设备（Master）和从设备（Slave）之间的数据传输。
在I2C协议中，通信始于主设备向从设备发起一个开始条件（Start condition）。
主设备发送一个地址字节给从设备，这个地址字节由从设备的地址和读写位组成。
地址字节的最高位为0表示写操作，为1表示读操作。
从设备会检测收到的地址是否与自己的地址相匹配，如果匹配成功，则将执行后续的操作，否则从设备将忽略后续的操作。
在开始条件之后，主设备和从设备可以通过交替发送数据和确认信号（ACK）来完成数据的传输。
每个数据字节的传输都由8个时钟周期组成，其中第一个时钟周期用于传输起始位，接下来的8个时钟周期用于传输数据位和ACK位。
接收设备在成功接收完8个数据位之后，会发送ACK位来确认数据的接收，发送设备在接收到对应的ACK位之后才会继续发送下一个数据字节。
传输完成后，主设备通过发送停止条件（Stop condition）来结束通信。
I2C通信协议还具有寻址灵活、速度可调节等特点。
对于设备地址的寻址，I2C协议支持7位和10位两种方式，使得可以连接大量的设备。
此外，通信速度可以根据系统需求进行调节，最高可以达到400kbps。
如果在需要更快的速度下进行通信，可以使用高速模式（Fast Mode）或超高速模式（High-Speed Mode），其速度分别可以达到1Mbps和3.4Mbps。
I2C通讯协议
I2C通讯协议协议名称：I2C通讯协议一、引言I2C（Inter-Integrated Circuit）通讯协议是一种串行通讯协议，用于在集成电路（IC）之间进行数据传输。
本协议旨在定义I2C通讯的标准格式和规范，以确保不同设备之间的互操作性和数据传输的可靠性。
二、定义和缩写词1. I2C总线：用于连接不同设备的双线制串行通讯总线。
2. 主设备（Master）：控制I2C总线并发起数据传输的设备。
3. 从设备（Slave）：响应主设备请求并进行数据传输的设备。
4. SDA：串行数据线，用于传输数据。
5. SCL：串行时钟线，用于同步数据传输。
6. START：主设备发起数据传输的起始信号。
7. STOP：主设备结束数据传输的终止信号。
8. ACK：从设备发送的应答信号，表示数据传输成功。
9. NACK：从设备发送的非应答信号，表示数据传输失败。
三、协议规范1. 物理连接a. I2C总线由一对双向线路组成：SDA和SCL。
b. SDA和SCL线由上拉电阻连接到VCC电源线。
c. 主设备和从设备通过SDA和SCL线连接。
2. 信号传输a. 通信始于主设备发送START信号，结束于主设备发送STOP信号。
b. 数据传输以字节为单位进行，每个字节由8位数据组成。
c. 数据传输的起始和终止由START和STOP信号标识。
d. 数据传输的时钟由SCL线上的脉冲控制。
e. 数据传输过程中，SDA线上的数据在SCL上升沿之前稳定。
3. 寻址a. 主设备发送设备地址和读/写位来选择要通信的从设备。
b. 设备地址由7位二进制数表示，最高位为0表示写操作，为1表示读操作。
4. 数据传输a. 主设备发送数据时，数据位由高位到低位依次发送。
b. 从设备接收数据时，数据位由高位到低位依次接收。
c. 主设备和从设备在每个字节传输后都会发送ACK信号。
d. 数据传输完毕后，从设备发送ACK信号表示数据接收成功。
5. 错误处理a. 如果主设备在发送数据位后未接收到ACK信号，则表示数据传输失败。
iic通信协议
iic通信协议IIC通信协议又称为I2C通信协议，是一种双线制的串行通信协议。
IIC通信协议在多种电路设计中被广泛应用，它可以提供高效、快速、便捷的数据传输，同时还能降低系统成本和设计复杂度。
一、IIC通信协议的基本原理IIC通信协议是一种基于主从式通信的协议，主设备控制整个通信过程，从设备根据主设备的指示进行数据交换。
通常，IIC通信由两个数据线：SDA（数据线）、SCL（同步时钟线）和两个电源线：VDD（正电源）和GND（接地）组成。
在IIC通信协议中，主设备所在信道被称为“总线（bus）”，从设备所在信道被称为“节点（node）”，主往往掌控着总线的所有操作。
二、IIC通信协议的工作流程IIC协议在通信过程中分为两个阶段：地址传输阶段和数据传输阶段。
1. 地址传输阶段地址传输阶段的任务是使主设备和从设备之间进行联系。
主设备首先向总线发送一个起始信号（Start），然后跟着8位地址和一个读写位。
在IIC通信协议中，7位的地址长度可以表示128个从设备地址，倒数第8位为读写位，用于区分主设备是要读数据还是写数据。
读操作时，该位置为高电平；写操作时，该位置为低电平。
当从设备的地址被主设备成功识别后，从设备将发送一个应答信号（ACK）。
若设备没有成功识别，或者操作错误，从设备不发送应答信号（NACK），主设备通常会停止通信进程并结束操作（Stop）。
2. 数据传输阶段通过地址阶段后，主设备和从设备即可开始数据传输。
在数据传输过程中，SDA线作为数据传输线，SCL线作为时钟信号线。
主设备向从设备传输数据时，从设备需要响应相应的应答位，并在数据传输结束后发送一个停止位（Stop）。
在IIC通信协议传输期间，当主设备需要发送数据给从设备时，在Start和SlaveAddress指令之间，可以携带若干个数据字节，这些数据字节将在主设备向从设备发送完它们以后，从设备必须发送响应（ACK）。
I2C主机在发送完每一个数据字节之后，会等待从设备的应答信号响应（ACK）；如果从设备没有回应应答信号（NACK）或准备就绪（ACK），I2C主机将不会继续发送数据，而是结束数据传输操作。
i2c协议
i2c协议1. 简介I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，最初由Philips公司开发，用于在低速设备之间进行通信。
它是一种简单而又有效的通信协议，常被用于连接各种外设，如传感器、显示屏、存储器等。
2. 基本原理I2C协议基于两根总线线路：SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA线用于数据传输，SCL线用于时钟同步。
在I2C总线上，可以同时连接多个设备，每个设备都有一个唯一的地址。
数据传输是以字节为单位进行的，每个字节都由8个位表示。
在I2C通信中，主设备（master）和从设备（slave）的角色是固定的。
主设备负责发起通信，并控制总线上的时钟信号。
从设备则根据主设备的指令进行响应。
3. 信号传输I2C协议中的信号传输主要分为两种类型：地址传输和数据传输。
3.1 地址传输地址传输用于确定通信的目标设备。
在开始一次通信时，主设备首先发送一个起始信号（Start），然后发送包含目标设备地址和读写方向的字节。
目标设备根据其地址来判断是否需要响应当前通信。
如果地址匹配成功，目标设备会发送一个应答信号（Acknowledge，简称ACK），表示准备好进行数据传输。
如果地址匹配失败或目标设备忙碌，目标设备会发送一个非应答信号（Not Acknowledge，简称NACK）。
3.2 数据传输数据传输是在地址传输成功后进行的。
主设备发送数据或指令时，目标设备必须发送一个应答信号（ACK）作为确认；而当目标设备向主设备传输数据时，主设备则需要发送一个应答信号（ACK）。
数据传输时，每个数据字节都会在时钟的边沿进行传输。
主设备发送数据时，每个数据位都会在时钟的下降沿稳定，目标设备则在时钟的上升沿开始读取数据。
数据传输完成后，主设备会发送一个停止信号（Stop）来结束本次通信。
4. 速度和模式I2C协议支持不同的速度和模式，这取决于设备的类型和要求。
i2c通信协议
i2c通信协议I2C通信协议一、简介I2C (Inter-Integrated Circuit)，即集成电路互连，是用于在集成电路之间进行通信的串行通信协议。
它是由Philips（飞利浦）公司于1982年提出，并在当今的电子设备中广泛应用。
I2C通信协议采用两根总线：串行数据线SDA（Serial Data Line）和串行时钟线SCL（Serial Clock Line）。
不同于其他协议，I2C通信协议具有简单、节约外设引脚的特点，被广泛应用于各种嵌入式系统中，如传感器、温度计、数字信号处理器等。
二、基本原理在I2C通信协议中，设备之间的通信通过主从关系进行。
主设备负责生成时钟信号和控制总线的传输，从设备则根据主设备的请求进行响应。
主设备和从设备之间的通信是基于传输一个字节数据的方式进行的。
传输的字节数据由一个起始位、八位数据位、一个奇偶校验位和一个停止位组成。
信息按照从高位到低位的顺序传输，同时由时钟信号进行同步。
三、通信过程I2C通信协议的通信过程主要包括起始信号、地址传输、数据传输和停止信号四个阶段。
1. 起始信号起始信号由主设备产生，用于标识接下来的通信过程开始。
起始信号的产生是通过将数据线（SDA）从高电平切换到低电平时完成的。
在通信开始之前，主设备需要发送起始信号来获取总线控制权。
2. 地址传输主设备在发送起始信号后，紧接着发送一个I2C从设备的地址。
地址由7位或10位组成，其中7位地址方式是I2C通信协议最常用的方式。
地址中的最高位表示对从设备进行读取（1）或写入（0）操作。
通过这个地址，主设备可以选择与特定从设备进行通信。
3. 数据传输地址传输完成后，主设备和从设备之间的数据传输开始。
数据的传输顺序是从高位到低位。
主设备向从设备传输数据时，从设备通过拉低SDA线来接收数据。
从设备向主设备传输数据时，主设备必须确认数据的接收情况，操作是保持SDA线为高电平。
4. 停止信号通信结束时，主设备发送停止信号，用于标示通信过程的结束。
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SCL＆SDA结构
• 连接到总线的输出级是漏极开路或者集电极开路
I2C接口的输出端是漏极开路或集电极开路，所以必须在接口外接上拉电阻。
因为 ROFF 109 , RON 1K 只要RON RD ROFF , 则： 当VI VIL VGS (th) T截止 VO VOH VDD 当VI VIH VGS (th) T导通 VO VOL 0 所以 MOS管D S间相当于一个受 VI 控制的开关。
常见波形分析
1.起始信号 2.主从设备竞争I2C总线 主设备传送完数据释 放总线电压拉高，从设 备发送应答信号出现半 个波形。 3.主设备读入ACK信号 释放总线电平拉高。
5.主机发送信号1后从机 出现应答信号所以出现第 一个下降沿，然后由于主 机传输数据结束后释放总 线输出高电平因而产生尖 峰。 6.应答信号ACK结束，由 于之前主机释放总线SDA 信号线再次被拉高同(3)
I2C串行總線的原理
1、总线的概述 2、总线结构 3、总线传输协议 4、常见波形分析
I2C串行總線概述
• I2C（Inter-Integrated Circuit）總線是由 PHILIPS公司開發的兩線式串行總線，用于 连接微控制器及其外圍設備。是微電子通 信控制領域廣泛采用的一種總線標準。
I2C串行總線優點
• 每个接到I2C总线上的器件（可以是微处理 器——MCU,LED驱动器,存储器或键盘接 口。）都是有唯一的地址，而且都可以作 为一个发送器或接收器（由器件的功能决 定）。主机与其它器件间的数据传输可以 是由主机发送数据到其它器件，这时主机 即为发送器，接受数据的器件则为接受器。 • 在多主机系统中，可能同时有几个主机企 图启动总线传输数据。为了避免混乱，I2C 总线要通过总线仲裁决定由哪一台主机控 制总线——支持多主控模块，但同一时刻 只允许有一个主控
• 当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址 相同时发送一个应答信号(ACK)； • 主控收到ACK后开始发送第一个数据字节； • 被控器收到数据字节后发送一个ACK表示继续传 送数据，发送NACK表示传送数据结束； • 主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP， 结束整个通讯并且释放总线；
它是同步通信的一種特殊形式，具有接口 線少，控制方式簡單，器件封裝形式小， 通訊效率高等有點。同時，系統的更改和 擴充及其容易。
I2C总线特点
1.只要求两条总线线路 一条串行数据线SDA和一条串行时钟线SCL 2.每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的 简单的主机 /从机关系软件设定地址：主机可以作为主机发 送器或主机接收器 3.它是一个真正的多主机总线 如果两个或更多主机同时初始化 数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏 4.串行的 8 位双向数据传输位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 5. 连接到相同总线的 IC 数量只受到总线的最大电容 400pF 限制
• I2C上拉电阻的范围很宽，主要是根据功耗， 上升时间等确定。I2C的上拉电阻可以是 1.5K，2.2K，4.7K，电阻的大小对时序有 一定的影响，对信号的上升时间和下降时 间也有影响，一般接1.5K或2.2K。
• 总的来说：电源电压控制了上拉电阻的最 小值；负载电容（总线电容）控制了上拉 电阻的最大值。
•启动信号START后紧接着发送一个地址字节，其中 7位为被控器件的地址码，一位为读/写控制位 R/W,R. /W位为0表示由主控向被控器件写数据， R/W为1表示由主控向被控器件读数据； •当被控器件检测到收到的地址与自己的地址相同 时，在第9个时钟期间反馈应答信号； •每个数据字节在传送时都是高位(MSB)在前；
I2C总线空闲的时候，两条信号线应该维持高电平。否则，上拉电阻上就 会耗电。
• 连பைடு நூலகம்两个电压不同部分的双向电平转换器电路
I2C总线协议 STOP ＆ STAR
SCL是高电平，SDA从高电平向低电平切换表示 起始条件 SCL是高电平，SDA从低电平向高电平切换表示 停止条件
• 起始和终止信号都是由主机发送的，在起 始信号产生后总线就被处于占用的状态； 在终止信号产生后总线就处于空闲的状态。
I2C数据传送
•SCL线呈现高电平期间，SDA线上的电平必 须保持稳定，低电平表示0(此时的线电压 为地电压)，高电平表示1(此时的电压由元 器件的VDD决定)。只有在SCL线为低电平期 间，SDA上的电平允许变化。
读通讯过程
• 1. 主控在检测到总线空闲的状况下，首先发送一个 START信号掌管总线； • 2. 发送一个地址字节(包括7位地址码和一位R/W 1)； • 3. 当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址相同 时发送一个应答信号(ACK)； • 4. 主控收到ACK后释放数据总线，开始接收第一个数据 字节； • 5. 主控收到数据后发送ACK表示继续传送数据，发送 NACK表示传送数据结束； • 6. 主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP，结 束整个通讯并且释放总线
I2C数据的中断 • 接收器收到一个完整的数据字节后，有可 能需要完成一些其它工作，如处理内部中 断服务等，可能无法接受下一个字节，这 时候接收器可以将SCL线拉成低电平，从而 使主机处于等待状态，直到接收器准备好 接受下一个字节时，再释放SCL线使为高电 平，使数据传输继续。
总线的仲裁
• 假设在某一瞬间两个主器件1和2同时发送 启动信号线DATA1和DATA2，由于I2C总 线的“线与”特性，使得SDA数据波形是 DATA1和DATA2的结合。主机在发送数据 的同事还要对自己的输出端的信号电平进 行抽检，只要检测的结果和自己的预期相 符则继续占用总线。实际系统采用低电平 优先的仲裁原则将总线判给最先出现低电 平的主机。