“对于嵌入式开发的朋友来说,I2C协议实在是再熟悉不过了,有太多的器件,采用的都是通过I2C来进行相应的设置。今天,我们就随便聊聊这个I2C协议。
         
        I2C协议中最重要的一点是I2C地址。这个地址有7位和10位两种形式。7位能够表示127个地址,而在实际使用中基本上不会挂载如此多的设置,所以很多设备的地址都采用7位,所以本文接下来的说明都是基于此。
         
        I2C还有一个很重要的概念,就是“主—从”。对于从设备来说,它是啥都不干的,更不会自动发送数据;而主设备,则是起到控制作用,一切都是从它开始。
         
        除了GND以外,I2C有两根线,分别是SDA和SCL,所有的设备都是接到这两根线上。那么,这些设备如何知道数据是发送给它们呢?这就得依靠前面所说到的地址了。设备I2C的地址是固定的,比如0x50,0x60等等。因为只能有127个地址,地址冲突是很常见的,所以一般设备都会有一个地址选择PIN,比如拉高时候为0x50,接地为0x60。如果无论拉高还是接地,都和别的芯片有冲突,那该怎么办呢?答案是:凉拌,没办法。遇到这种情况,只能换芯片了。
我们来看I2C协议中的数据传输时序图:
这时候,从设备除了发送ACK以外,紧跟着的还有数据。
我们用示波器来查看波形图,以便于理解。
将示波器的X和Y分别接到SDA和SCL,得到波形并分析如图:
从图中可知时序如下:
        由主机发起,在SCL为高电平时,SDA由高到低切变,形成开始信号;               
        接着是7位地址和一位读写标志,这里7位地址为0111100,即0x3c,正是我们代码中设置的地址ID;最后一位为0表示写操作;               
        接着在下一个时钟,主机以高电平状态释放SDA,这时从机响应,将SDA拉低了;               
        接着是两个8位数据00101110与响应,即0x2E,正是“.”号的ASCII码,符合预期输出;               
        还有其它数据和最后的停止位,图中被截掉了。               
        从图中可知,纵向一格是200mV,则SDA和SCL的电平大概就是350mV;由于信号笔上设置了信号x10,因此实际电平应该大概是3.5V(理论上应该是3.3V)。横向一格是25us,10个时钟周期大概用了4格,即4x25us=100us,平均每个时钟周期是10us,可算出传输频率为1/10us=100,000/s,即100k bps。
既有读又有写的波形图:       

        I2C是由2根线进行操作的,一个是主控时序SCL,另一根主控数据SDA
        对于操作主要分成读写,读写的两个操作有部分是相似的
        而时序的操作主要分为:START,DATA,ACK,STOP,NOACK