低速通信接口（二）I2C

I2C引腳定義：都是雙向I/O線，接口電路爲開漏輸出，需通過上拉電阻接電源。當總線空閒時，兩根線都是高電平，連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號變低。

• SDA(串行數據線）
• SCL（串行時鐘線）
  
  二、數據有效性
  I2C總線進行數據傳送時，時鐘信號爲高電平期間，數據線上的數據必須保持穩定，只有在時鐘線上的信號爲低電平期間，數據線上的高電平或低電平狀態才允許變化
• scl處於高電平的時候，如果sda處於低電平：傳輸數據0，sda處於高電平：傳輸數據1
• 在scl處於高電平的時候，sda用來傳輸數據，必須保持電平穩定
• 如果要產生數據即sda需要變化時，只能在scl處於低電平的時候

起始信號與終止信號
SCL線爲高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號；
SCL線爲高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號。
（連接到I2C總線上的器件，若具有I2C總線的硬件接口，則很容易檢測到起始和終止信號，若接受器件需要等待，可以先將SCL拉成低電平，從而使主機處於等待狀態，直到接受器件準備好，再釋放SCL線爲高電平，使數據傳送可以繼續進行）

數據傳輸格式，7-bit尋址數據傳輸
（1）字節的傳送與應答
每一個字節必須保證是8位長度。數據傳送時，先傳送最高位（MSB），每一個被傳送的字節後面都必須跟隨一位應答位（即一幀共有9位）

1. 由於某種原因從機不對主機尋址信號應答時（如從機正在進行實時性的處理工作而無法接收總線上的數據），它必須將數據線置於高電平，而由主機產生一個終止信號以結束總線的數據傳送。
2. 如果從機對主機進行了應答，但在數據傳送一段時間後無法繼續接收更多的數據時，從機可以通過對無法接收的第一個數據字節的“非應答”【sda處於高電平】通知主機，主機則應發出終止信號以結束數據的繼續傳送。
3. 當主機接收數據時，它收到最後一個數據字節後，必須向從機發出一個結束傳送的信號。這個信號是由對從機的“非應答”【拉高sda】來實現的。然後，從機釋放SDA線，以允許主機產生終止信號

數據幀格式
I2C總線上傳送的數據信號是廣義的，即包括地址信號，又包括真正的數據信號。
在起始信號後必須傳送一個從機的地址（7位），第8位數數據的傳送方向位（R/T），用“0”表示主機發送數據（T），“1”表示主機接收數據（R）。每次數據傳送總是由主機產生的終止信號結束。在總線的一次數據傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：
a) 主機向從機發送數據：


注1：有陰影部分表示數據由主機向從機傳送，無陰影部分則表示數據由從機向主機傳送。

A表示應答， A非表示非應答（高電平）。S表示起始信號，P表示終止信號。

注2：I2C總線協議有明確的規定：採用7位的尋址字節（尋址字節是起始信號後的第一個字節）

b) 主機從從機中讀取數據


c）主機從從機中既有讀數據也有寫數據

10-bit尋址數據傳輸
採用10位地址位擴充了I2C的地址範圍，7位和10位地址設備都可以共存於同一個I2C總線系統（但是使用10位的I2C設備不多）
10位從機地址由START或者Repeated Start 後兩個字節決定。第一個字節的前7位格式爲1111 0XX，其中XX代表10位地址最高兩位（MSB），第一個字節的第8位代表R/W位。
（1）主機寫數據-從機接收，傳輸方向不變

（2）主機讀數據-從機發送，傳輸方向改變