总线协议之IIC

一、I2C协议概述
    2条双向串行线，一条数据线SDA，一条时钟线SCL；
   SDA传输数据是大端传输（MSB），每次传输8bit，即一字节；
   支持多主控(multimastering)，任何时间点只能有一个主控；
   总线上每个设备都有自己的一个addr，共7个bit，广播地址全0；
   系统中可能有多个同种芯片，为此addr分为固定部分和可编程部份，细节视芯片而定，看datasheet。

二、IIC传输机制

（1）I2C位传输

   数据传输：SCL为高电平时，SDA线若保持稳定，那么SDA上是在传输数据bit；若SDA发生跳变，则用来表示一个会话的开始或结束（后面讲）；

   数据改变：SCL为低电平时，SDA线才能改变传输的bit

 （2） I2C开始和结束信号
   开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
   结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

   

（3） I2C应答信号

   Master每发送完8bit数据后等待Slave的ACK。
   即在第9个clock，若从IC发ACK，SDA会被拉低。
   若没有ACK，SDA会被置高，这会引起Master发生RESTART或STOP流程，如下所示：

三、IIC读写流程 

（1） I2C写流程

写寄存器的标准流程为：
1）    Master发起START
2）    Master发送I2C addr（7bit）和w操作0（1bit），等待ACK
3）    Slave发送ACK
4）    Master发送reg addr（8bit），等待ACK
5）    Slave发送ACK
6）    Master发送data（8bit），即要写入寄存器中的数据，等待ACK
7）    Slave发送ACK
8）    第6步和第7步可以重复多次，即顺序写多个寄存器
9）    Master发起STOP

写一个寄存器

 写多个寄存器

 

 （2） I2C读流程

读寄存器的标准流程为：
1）    Master发送I2C addr（7bit）和w操作0（1bit），等待ACK
2）    Slave发送ACK
3）    Master发送reg addr（8bit），等待ACK
4）    Slave发送ACK
5）    Master发起START
6）    Master发送I2C addr（7bit）和r操作1（1bit），等待ACK
7）    Slave发送ACK
8）    Slave发送data（8bit），即寄存器里的值
9）    Master发送ACK
10）   第8步和第9步可以重复多次，即顺序读多个寄存器

读一个寄存器

 读多个寄存器

 

 

IIC个人总结：

1）支持多主机多从机；时钟信号由主机产生；主机/从机的角色不是永久的，需要根据IIC总线上数据传输的方向而定；

2）正常状态，数据在时钟SCK高电平保持有效，在时钟SCK低电平发生变化；

起始状态，数据SDA在时钟SCK高电平时由高变低;

停止状态，数据SDA在时钟SCK高电平时由低变高;