IIC通信协议

一、概述

IIC协议：是一种各种电子设备之间进行数据交换和通信的串行，半双工通信协议，主要用于近距离，低速的芯片之间的通信。                                    

I2C协议采用双线结构传输数据，由一个数据线（SDA线）和一个时钟线（SCL线）组成。

SDA线：用于双向数据传输。

SCL线：同步时钟数据传输的时钟信号。

通信时钟由主设备控制，从设备被动接收和回应。

二、I2C的主要特点

1、两线制

2、多主从架构：IIC总线上可以有一个主设备和多个从设备。主设备控制通信的开始和结束，从设备响应主设备的请求

3、地址寻址：每个从设备都有一个唯一的地址，主设备通过这个地址来选择特定的从设备进行通信

4、同步通信：数据传输是同步进行的，由SCL时钟信号控制数据位的发送和接收

5、半双工通信：在任何给定时间，数据只能在一个方向上流动。

6、应答机制

7、支持多种传输速率

（I2C 协议没有规定总线上设备最大数目，但是规定了总线电容不能超过 400pF。管脚都是有输入电容的，PCB 上也会有寄生电容，所以会有一个限制。实际设计中经验值大概是不超过 8 个器件。）

三、IIC的通信过程

1. 结束信号：由主机拉低SDA线，在SCL线高电平时，SDA线由低电平转为高电平，产生起始信号。 

2. 起始信号：由主机拉高SDA线，在SCL线高电平时，SDA线由高电平转为低电平，产生结束信号。

3. 数据传输：数据按位传输，先传输高位，每个数据位的传输由SCL决定。在SCL线高电平时，SDA线上发送的数据将被视为有效数据，即 SDA 上的数据变化只能在 SCL 低电平期间发生。

4、应答信号：发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲 9 期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK 简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。

5、空闲状态:IIC 总线的 SDA 和 SCL 两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。

写时序：

读时序：

 设备地址：一个 8 位的数据，其中高 7 位是设备地址，最后 1 位是读写位（为 1 的话表示这是一个读操作，为 0 的话表示这是一个写操作）。

写入单个字节：
  向从机设备的某一个寄存器写一个字节数据：开始信号+设备地址(7位)+读/写(1位)+等待从机应答+寄存器地址(8位)+等待从机应答+要写的数据(8位)+等待从机应答+终止信号。

写入多个字节：
  向从机设备的某一个寄存器写多个字节数据：开始信号+设备地址(7位)+读/写(1位)+等待从机应答+寄存器地址(8位)+等待从机应答+要写的数据_1(8位)+等待从机应答+要写的数据_2(8位)+等待从机应答+······+要写的数据_N(8位)+等待从机应答+终止信号。

读取一个字节：
  从机设备的某一个寄存器读取一个字节数据：开始信号+设备地址(7位)+写(1位)+等待从机应答+数据地址(8位)+等待从机应答+开始信号+设备地址(7位)+读(1位)+等待从机应答+从机返回读取数据_1(8位)+主机(接收机)不再应答+终止信号

读取多个字节：
  从从机设备的某一个寄存器读取多个字节数据：开始信号+设备地址(7位)+写(1位)+等待从机应答+数据地址(8位)+等待从机应答+开始信号+设备地址(7位)+读(1位)+等待从机应答+从机返回读取数据_1(8位)+主机(接收机)应答+从机返回读取数据_2(8位)+主机(接收机)应答+......+从机返回读取数据_N(8位)+主机(接收机)不再应答+终止信号。