10_互联IC总线(I2C)
I2C总线——总结
I2C总线——总结I2C总线是一种串行数据通信协议，用于连接集成电路之间进行通信。
它由Phillips公司于1982年首次提出，并在随后的几十年中得到广泛应用和发展。
I2C总线采用两根线（SDA和SCL）进行通信，具有简单、高效的特点，适用于较短距离的通信。
首先，I2C总线的架构包括两个主要组成部分：主设备和从设备。
主设备通常是微控制器或其他控制器，负责发起和控制通信。
从设备是主设备的外围设备，例如传感器、电池芯片、存储器等。
主设备通过发送信号来控制从设备，并接收从设备发送的响应信号。
在I2C通信中，数据以字节为单位传输，每个字节都包含8位。
通信的起始由主设备发起，并发送设备地址标识。
从设备必须匹配该地址才能进入通信状态。
在通信过程中，主设备发送读取或写入指令，然后发送或接收数据。
每个数据字节都由从设备发送确认信号，以确保数据的准确接收。
除了基本的读写操作，I2C总线还支持一些高级功能，例如时钟同步、主从模式切换和热插拔功能。
这些功能使得I2C总线适用于各种应用场景，包括电子设备、通信系统、工业控制和汽车电子等。
然而，尽管I2C总线具有许多优点，但也存在一些限制和挑战。
首先，I2C总线在传输速度方面不如其他通信协议（如SPI和CAN）。
其次，长距离传输可能受到电压下降、信号失真和干扰等因素的影响。
此外，I2C总线的主设备需要额外的控制逻辑和处理能力，这可能增加系统的复杂性和成本。
综上所述，I2C总线是一种非常常用和实用的串行通信协议。
它具有简单、高效的特点，适用于较短距离的设备间通信。
通过多主机配置和高级功能支持，I2C总线可以满足各种应用的需求。
然而，需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的通信协议，以确保系统的性能和可靠性。
IIC总线协议
a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个 传送过程中不变：
注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据 由从机向主机传送。
A表示应答， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号，P表示 终止信号。。
b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据
本课仅讨论I2C串行总线。
I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两 根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平， 都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是 线“与”关系。
I2C总线的数据传送
一、数据位的有效性规定
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间， 数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信 号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才 允许变化。
I2C总线的寻址
主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码 与自己的地址进行比较，如果相同，则认为自己正被主 机寻址，根据R/位将自己确定为发送器或接收器。
从机的地址由固定部分和可编程部分组成。在一个系 统中可能希望接入多个相同的从机，从机地址中可编程 部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。如一个从 机的7位寻址位有4位是固定位，3位是可编程位，这时 仅能寻址8个同样的器件，即可以有8个同样的器件接 入到该I2C总线系统中。
应答时序图
I2C总线的数据传送格式
（2）数据帧格式 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合 方式： a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过 程中不变：
注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表 示数据由从机向主机传送。
A表示应答， 表示非应答（高电平）。S表示起始信号，P 表示终止信号。。
I2C总线协议及工作原理
I2C总线协议及工作原理I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于连接微控制器、传感器、存储器、显示屏等芯片之间的通信。
它是由飞利浦公司（现在的恩智浦）在1982年提出的，并在很多应用中得到了广泛使用。
本文将详细介绍I2C总线协议的工作原理。
1.起始条件：当主设备（通常是微控制器）希望发送数据或者接收数据时，首先发送一个起始条件。
起始条件是SCL线为高电平时，SDA线从高电平跳变到低电平。
2.地址传输：主设备发送从设备地址和一个读/写位。
从设备地址是每个设备在总线上的唯一标识，用于在多个设备中选择特定的设备进行通信。
读/写位表示主设备是要发送数据给从设备，还是要从从设备读取数据。
3.读/写传输：主设备根据之前发送的读/写位，选择相应的读或写传输方式。
如果主设备要写入数据，则会将数据传输到SDA线上，然后等待从设备的确认。
如果主设备要读取数据，则会接收从设备发送的数据。
在读取数据时，主设备可以发送应答信号或非应答信号，用于告知从设备是否继续传输数据。
4.停止条件：当主设备完成数据的读写操作后，会发送停止条件。
停止条件是SCL线为高电平时，SDA线从低电平跳变到高电平。
通过发送停止条件，主设备告知总线上的其他设备，当前通信已经结束。
在I2C总线上，可以连接多个设备，每个设备都有一个唯一的地址。
当主设备想要与特定的设备进行通信时，需要发送从设备的地址。
在传输数据时，设备之间的数据传输是以字节为单位的。
在每个字节传输结束后，可以选择继续传输下一个字节，或者发送停止条件。
如果从设备没有准备好接收或发送数据，可以发送非应答信号，中断当前传输。
1.高可靠性：I2C总线使用了双线传输，可以检测到传输过程中的错误。
2.多设备连接：可以连接多个设备在同一个I2C总线上进行通信，通过地址选择特定的设备。
3.低成本：I2C总线只需要两根线（SDA和SCL），简化了硬件设计。
4.低功耗：I2C总线的工作电压可以从3.3V到5V，能够满足大部分设备的需求。
I2C总线协议及工作原理
I2C总线协议及工作原理I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线协议，由Philips公司提出，适用于在电路板上连接各种集成电路的短距离通信。
I2C总线协议的工作原理是基于主从结构的，其中一个设备作为主设备，其他设备作为从设备。
主设备负责发起通信操作，而从设备则被动响应主设备的指令。
主设备在总线上发出启动信号，然后发送器件地址。
发起通信的主设备控制总线的速度和时序，并且主设备确定读写的类型。
从设备根据地址进行匹配，并根据主设备请求的读写进行响应。
通信完成后，主设备会发送停止信号释放总线。
在I2C总线上，每个设备都有一个唯一的7位或10位地址。
主设备在传输数据之前，会发送起始信号，这个信号告诉从设备通信即将开始。
随后主设备会发送一个地址字节，包含了要通信的从设备的地址和读写控制位。
如果从设备的地址和发送的地址匹配，从设备会发送一个应答（ACK）信号，表示准备好接收数据。
主设备然后才开始发送或接收数据。
数据在I2C总线上传输是以字节为单位的，并且每个字节之后都会有一个应答信号。
主设备负责设置时钟线的电平来控制数据的传输，而从设备负责读取或发送数据位。
在读取数据时，主设备会发送应答位，如果从设备准备好读取下一个字节，会发送应答信号；反之，如果从设备不准备好，会发送非应答信号。
在I2C总线上，主设备还可以使用多主模式，允许多个主设备操作相同的总线。
当多个主设备在通信总线上发起通信时，总线的冲突可能会发生。
为了解决这个问题，I2C总线使用了仲裁机制。
仲裁机制根据优先级决定那个设备能够继续发送数据，优先级高的设备可以中断优先级低的设备的传输，从而保证通信的顺利进行。
总结起来，I2C总线协议是一种简单、高效的串行通信协议。
它通过两根线实现设备之间的通信，并且支持多主模式。
它的工作原理是基于主从结构，主设备发起通信，从设备被动响应。
通过仲裁机制，解决了多主模式下的冲突问题。
什么是I2C 总线
I2C总线原理♦什么是I2C总线？I2C即Inter IC，由Philips公司开发，是当今电子设计中应用非常广泛的串行总线之一，主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。
I2C总线只有两根线，SCL和SDA，SCL即Serial Clock，串行参考时钟，SDA即Serial Data，串行数据。
♦I2C总线的速率能达到多少？标准模式下：100Kbps快速模式下：400Kbps高速模式下：3.4MbpsI2C总线结构如下图所示：<SPAN lang=EN-US style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face="Times New Roman"> 如上图所示，I2C是OC或OD输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据I2C总线上所挂器件数量及I2C总线的速率有关，一般是标准模式下R选择10kohm，快速模式下R选取1kohm，I2C总线上挂的I2C器件越多，就要求I2C的驱动能力越强，R的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取4.7kohm上拉电阻，然后在调试的时候根据实测的I2C波形再调整R的值。
<SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'TimesNew Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">♦I2C总线上最多能挂多少个I2C器件？<SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">I2C总线上允许挂接I2C器件的数量由两个条件决定：1).I2C从设备的地址位数。
i2c总线的工作原理与应用
i2c总线的工作原理与应用1. 简介i2c（Inter-Integrated Circuit）总线是一种常见的串行通信总线，用于在集成电路之间进行数据传输。
它采用两根线（SDA和SCL）进行通信，支持多主机和多从机的连接。
i2c总线通常用于连接传感器、存储器、显示器等设备。
2. 工作原理i2c总线采用主从式架构。
主机（Master）负责控制总线的访问和数据传输，从机（Slave）接收并响应主机的指令。
2.1 信号线i2c总线有两根信号线：•SDA（Serial Data Line）：用于传输数据。
•SCL（Serial Clock Line）：用于同步数据传输。
2.2 传输模式i2c总线支持两种传输模式：•标准模式（Standard Mode）：最大传输速率为100kbps。
•快速模式（Fast Mode）：最大传输速率为400kbps。
2.3 通信流程i2c总线的通信流程如下：1.主机发送起始信号（Start）：主机将SDA从高电平拉到低电平，然后拉低SCL线。
2.主机发送地址和读写位：主机发送从机的地址和读写位，指定数据是读取还是写入操作。
3.从机应答：从机接收地址和读写位后，发送应答信号（ACK）给主机。
4.数据传输：主机和从机之间传输数据，每个字节都要从高位（MSB）依次传输到低位（LSB）。
5.应答验证：每个字节传输后，接收方发送应答信号，表示接收成功。
6.停止信号（Stop）：主机发送停止信号，将SDA从低电平拉到高电平，然后拉高SCL线。
应用案例i2c总线广泛应用于各种电子设备中，以下是一些常见的应用案例：3.1 传感器模块传感器模块通常使用i2c总线进行数据传输。
例如，温度传感器可以通过i2c 总线将实时温度数据发送给主控制器，以便进行温度监测和控制。
3.2 存储器i2c总线可以连接到存储器芯片，用于存储和读取数据。
例如，实时时钟芯片可以使用i2c总线来存储和读取时间数据。
3.3 显示器一些液晶显示器可以通过i2c总线进行控制和数据传输。
I2C总线
I2C总线百科名片I2C总线I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。
I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。
例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。
可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。
1 I2C总线特点I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。
由于接口直接在组件之上，因此I2C 总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。
总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。
I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。
一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。
当然，在任何时间点上只能有一个主控。
2 I2C总线工作原理2.1 总线的构成及信号类型I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
在C PU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。
各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。
CP U发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。
这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
i2c总线的工作原理
i2c总线的工作原理
I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线，其工作原理如下：
1. I2C总线包括两根信号线：SDA（Serial Data Line）和SCL （Serial Clock Line）。
SDA用于数据传输，SCL用于数据的时钟同步。
2. 所有的I2C设备都连接在同一根总线上，每个设备通过一个唯一的地址来进行识别。
3. 在任何时刻，总线上只能有一个主设备，其他设备都是从设备。
主设备负责发起和控制通信，而从设备则被动地响应主设备的请求。
4. 主设备通过发送START信号来开始一次通信。
START信号表明一个新的传输即将开始。
5. 主设备发送一个地址字节，指定要与之通信的从设备。
地址字节包括7位地址和1位读/写标志位。
读标志表示主设备将从设备读取数据，写标志表示主设备将向从设备发送数据。
6. 一旦从设备收到其地址，它会发送一个ACK信号以确认接收到地址。
7. 数据传输过程中，主设备和从设备通过SDA线进行数据的传输。
每个数据字节都会被从设备发送或接收。
8. 每个数据字节的传输都以一个ACK信号的发送结束，用于
确认数据字节的正确接收。
9. 主设备可以在传输过程中继续发送数据字节，直到传输完成。
10. 传输完成后，主设备发送STOP信号来终止通信。
总的来说，I2C总线的工作原理是通过主设备和从设备之间的
数据交换和时钟同步来实现设备之间的通信。
主设备在总线上发送START和STOP信号来控制通信流程，从设备则被动地
接收和发送数据。
i2c总线起始条件
I2C总线起始条件1. 什么是I2C总线？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（Philips）公司在1980年代开发，并广泛应用于各种电子设备中。
I2C总线采用了两根信号线：SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA负责数据传输，而SCL负责时钟同步。
这种双线结构使得多个设备可以在同一条总线上进行通信。
2. I2C总线起始条件为了确保正常的数据传输，使用I2C总线进行通信时需要满足一定的起始条件。
这些起始条件包括：2.1 SDA和SCL处于高电平状态在I2C总线上，SDA和SCL都是由外部上拉电阻拉高的。
因此，在开始通信之前，需要确保SDA和SCL都处于高电平状态。
2.2 SDA下降沿时钟同步当SDA处于高电平状态时，SCL才能产生下降沿来同步数据传输。
因此，在开始通信之前，需要先产生一个下降沿来确保时钟同步。
2.3 SDA在SCL下降沿之前保持稳定在SCL产生下降沿之前，SDA必须保持稳定。
这是为了确保SDA上的数据能够被正确读取。
2.4 SDA下降沿后，SCL恢复到高电平当SDA产生下降沿后，SCL需要恢复到高电平。
这是为了准备接收或发送数据。
2.5 SDA上升沿时钟同步在SCL恢复到高电平后，可以产生一个上升沿来同步数据传输。
这样就完成了I2C 总线的起始条件。
3. I2C总线起始条件示意图下面是一个示意图，展示了I2C总线起始条件的过程：+--------+ +--------+SDA | | | |--------| |------| |------| | | |SCL +--------+------+--------+1.起始条件前：SDA和SCL都处于高电平状态。
2.下降沿时钟同步：产生一个下降沿来同步数据传输。
3.SDA稳定：在SCL产生下降沿之前，SDA必须保持稳定。
(完整版)I2C总线
概述I2C总线（I2C bus，Inter-IC bus）是一个双向的两线连续总线，提供集成电路（ICs）之间的通信线路。
I2C总线是一种串行扩展技术，最早由Philips公司推出，广泛应用于电视，录像机和音频设备。
I2C总线的意思是“完成集成电路或功能单元之间信息交换的规范或协议”。
Philips公司推出的I2C总线采用一条数据线（SDA），加一条时钟线（SCL）来完成数据的传输及外围器件的扩展；对各个节点的寻址是软寻址方式，节省了片选线，标准的寻址字节SLAM为7位，可以寻址127个单元。
I2C总线有三种数据传输速度：标准，快速模式和高速模式。
标准的是100Kbps，快速模式为400Kbps，高速模式支持快至3.4Mbps的速度。
所有的与次之传输速度的模式都是兼容的。
I2C总线支持7位和10位地址空间设备和在不同电压下运行的设备。
特征1、只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，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。
术语发送器：发送数据到总线的器件；接收器：从总线接收数据的器件；主机：启动数据传送并产生时钟信号的设备；从机：被主机寻址的器件；多主机：同时有多于一个主机尝试控制总线但不破坏传输；主模式：用I2CNDAT支持自动字节计数的模式；位I2CRM,I2CSTT,I2CSTP控制数据的接收和发送；从模式：发送和接收操作都是由I2C模块自动控制的；仲裁：是一个在有多个主机同时尝试控制总线但只允许其中一个控制总线并使传输不被破坏的过程；同步：两个或多个器件同步时钟信号的过程。
I2C总线协议介绍(易懂)
I2C总线协议介绍（易懂）目录CONTENTS•I2C总线协议产生背景•I2C总线协议内容介绍•I2C总线协议总结一、I2C总线协议产生背景1电视机内IC 之间相互连接，IC 芯片体积增大功耗增大 成本增加 IC 芯片应用不便飞利浦公司为了硬件电路最简化，效益最大化，给芯片设计制造者和芯片应用者带来极大益处。
2 I2C 总线Logo3飞利浦公司将这种集成电路互连通信电路命名为Inter-Integrated Circuit，简称为Inter-IC，或I2C（数字“2”为上标）。
因为I2C中的两根导线（SDA和SCL）构成了两根Bus，实现了Bus的功能；由于I2C电路能实现Bus的功能，故把I2C 电路称为 I2C-Bus，中文叫I2C总线（I2C总线是一个两线总线）。
4在正式的书面场合，全称写作Inter-Integrated Circuit，简写Inter-IC(IIC)或者I2C（数字“2”书写为上标，，英文读作“I squared C”，中文读作“I平方C”）5I2C总线术语及定义，如表（1）所示：表（1） I2C总线术语及定义6最初，I2C总线的运行速度被限制在100 Kbit /s。
随着技术的发展，对该规范进行了多次补充与更新，现在有五种运行速度模式，如表（2）所示：表（2）I2C总线传输速度模式二、I2C总线协议内容1I2C Bus 只要求两条双向线路：串行数据线(serial data SDA)与串行时钟线SCL(serialclock SCL)，两条线都是双向传输的。
每个连接到总线的器件都有唯一的地址，主控制器发出的控制信息分为地址码和控制量两部分，地址码用来选择需要控制的I2C设备，控制量包含类别（写与读）2I2C总线是一种多控制器总线，总线上可以连接多个控制器和多个从机，这些控制器都可以发起对总线的控制，通过仲裁机制，同一个时刻，只能有一个控制器获得控制权，其他控制器轮流获取总线的控制权。
I2C串行总线的组成及工作原理
I2C串行总线的组成及工作原理I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行总线技术，用于连接微控制器（MCU）、传感器、存储器和其他外围设备。
它由荷兰公司Philips（现在的恩智浦）在1982年推出，作为一种简化的通信协议，用于在主设备和从设备之间进行数据传输。
I2C的组成I2C总线由以下几个主要组成部分组成：1. 主设备(Master)：主设备是I2C总线的主要管理者，它决定了总线上的通信活动。
主设备负责产生时钟信号和启动传输。
一个I2C总线可以有多个主设备，但每次只能有一个主设备处于活动状态。
2. 从设备(Slave)：从设备是主设备的辅助设备，它们被分配唯一的地址，用于与主设备进行通信。
从设备只能在被主设备选中时才能传输数据。
3. 时钟（Clock）：I2C总线是一种同步协议，使用一个全局时钟信号来同步数据传输。
主设备生成时钟信号，从设备根据时钟来确定数据传输的时序。
4.数据线(SDA)：数据线用于双向传输数据，主设备和从设备通过该线路发送和接收数据。
数据线上的电平可以是高电平或低电平，用于传输二进制数据。
5.时钟线(SCL)：时钟线用于传输时钟信号，它由主设备控制。
时钟的频率决定了数据传输的速度。
I2C的工作原理I2C总线的工作原理可以简单分为以下几个步骤：1.主设备发送启动信号：主设备向总线发送一个低电平（SDA从高电平转为低电平），并保持时钟线为高电平。
这表示总线上即将开始一次传输。
2.主设备发送设备地址：主设备发送从设备的地址和读写位。
地址是从设备的唯一标识符，读写位用于指示该传输是读取还是写入操作。
3.从设备应答（ACK）：在主设备发送地址后，从设备首先发送一个应答位，用于确认自己被选中。
应答是由从设备将数据线置为低电平。
4.主设备发送或接收数据：在成功选中从设备后，主设备可以发送或接收数据。
数据的传输是通过在每个时钟周期内改变数据线上的电平来实现的。
5.从设备应答（ACK）：当主设备发送完希望传输的数据后，从设备必须发送一个应答位，以确认数据已经接收。
IIC总线简介
▪ 从机（Slave）：被主机寻址的器件
I2C 总线上数据的有效性
起始条件和停止条件
从机地址
▪ I2C 总线不需要额外的地址译码器和片选信号。
多个具有I2C 总线接口的器件都可以连接到同一
条I2C 总线上，它们之间通过器件地址来区分。
主机是主控器件，它不需要器件地址，其它器件
都属于从机，要有器件地址。必须保证同一条
I2C 总线上所有从机的地址都是唯一确定的，不
能有重复，否则I2C 总线将不能正常工作。一般
从机地址由7 位地址位和一位读写标志R/W 组
成，7 位地址占据高7 位，读写位在最后。读写
位是0，表示主机将要向从机写入数据；读写位
是1，则表示主机将要从从机读取数据
D：数据（Data），每个数据都必须是8 位
P：停止位（STOP）
阴影：主机产生的信号
无阴影：从机产生的信号
基本的数据传输格式示意图
传输一个字节数据的时序图
I2C总线模式
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▪
主发送器模式
主接收器模式
从接收器模式
从发送器模式
I2C主复合模式
I2C总线扩展
数据结构图符号定义
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S：起始位（START）
SA：从机地址（Slave Address），7 位从机地址
W：写标志位（Write），1 位写标志
R：读标志位（Read），1 位读标志
A：应答位（Acknowledge），1 位应答
i2c参数
I2C参数1. 简介I2C（Inter-Integrated Circuit），又称为IIC（Inter-IC）或TWI（Two-Wire Interface），是一种串行通信协议，用于在集成电路之间进行通信。
它由飞利浦（现在的恩智浦半导体）公司于1980年代开发，并在现代电子设备中广泛应用。
I2C协议使用两根线进行数据传输，即SDA（Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA线用于传输数据，而SCL线则用于同步时钟信号。
2. I2C参数2.1 总线速率I2C总线的速率由时钟频率决定，通常表示为单位时间内发送的比特数。
常见的总线速率有100 Kbps、400 Kbps和1 Mbps等。
选择适当的总线速率要考虑到所连接设备的最大支持速率以及系统中其他因素。
较高的总线速率可以提高数据传输效率，但也可能导致更大的传输误差。
2.2 地址格式每个I2C设备都有一个唯一的地址，用于在总线上进行识别和访问。
根据设备类型和供应商不同，地址格式可以是7位或10位。
对于7位地址格式，最低有效位为0，用于指示读或写操作。
这意味着最多可以连接128个设备（2^7），其中一半用于读操作，另一半用于写操作。
10位地址格式可以连接更多设备，最多可达1024个（2^10）。
它使用了额外的3位地址位来提供更大的灵活性。
2.3 起始和停止条件I2C通信的起始和停止条件是通过在SDA线上产生特定电平变化来实现的。
起始条件是将SCL保持高电平时，SDA从高电平转变为低电平。
这表示一个新的传输周期的开始。
停止条件是将SCL保持高电平时，SDA从低电平转变为高电平。
这表示传输周期结束。
起始和停止条件之间的数据传输称为I2C帧或I2C消息。
2.4 数据格式在I2C通信中，数据以字节为单位进行传输。
每个字节都由8位二进制数字组成。
数据可以是读取或写入操作。
对于写入操作，主设备发送一个或多个字节给从设备。
I2C的原理与应用
I2C的原理与应用I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，由飞利浦公司在1982年推出。
它是一种用于连接集成电路的总线系统。
I2C总线由两条线组成，即串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
在I2C总线上，多个设备可以通过共享这两条线来进行通信。
I2C总线的工作原理如下：1. 总线拥有一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）。
2.主设备通过SCL线发出时钟信号，控制数据的传输速率。
3.主设备发起通信并在总线上发送一个地址，从设备的地址由主设备指定。
4.主设备发送读写命令，告诉从设备它想要进行读取还是写入操作。
5.主设备发送或接收数据，数据通过SDA线传输，并且在每个时钟周期内由SCL线上的时钟信号同步。
6.从设备接收或发送数据，并在电平变化后确认接收或请求重发。
7.主设备在完成通信后，释放总线。
I2C总线的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：1.传感器和模拟接口：许多传感器和模拟设备使用I2C通信来与主控制器或处理器通信。
例如，温度传感器、光照传感器、加速度传感器等。
2.存储器和扩展设备：I2C总线通常用于连接存储器芯片，如EEPROM 和RAM。
此外，I2C还可以用于连接其他扩展设备，如数字输入/输出（GPIO）扩展器和显示屏控制器。
3.数字芯片和集成电路：许多数字芯片和集成电路都采用I2C通信接口，包括ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、音频编解码器和触摸屏控制器等。
4.扩展板和模块：I2C总线常用于连接外部扩展板和模块，如传感器模块、LCD显示模块、无线通信模块等。
这些模块可以通过I2C总线与主控制器进行通信，从而实现更丰富的功能。
5.工业自动化和控制系统：在工业自动化和控制系统中，I2C总线用于连接传感器、执行器和控制器。
通过使用I2C总线，各个设备之间可以通过主控制器进行高效地通信和控制。
总之，I2C是一种简单、高效和可靠的串行通信协议，广泛应用于各种设备和系统中。
I2C总线原理介绍AT24C02内部原理介绍
I2C总线原理介绍AT24C02内部原理介绍I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线，由Philips公司于1980年代初开发。
它是一种简单而高效的串行通信协议，能够在多个设备之间进行通信。
I2C总线由两根线组成，分别是SCL（时钟线）和SDA（数据线）。
SCL由主设备产生并控制通信速度，SDA用于数据的传输。
每个设备都有一个唯一的地址，以便其他设备可以通过地址找到它并与其通信。
I2C总线使用了主从结构，其中主设备是指负责发起通信的设备，从设备则是被动接受通信的设备。
在I2C总线上，可以连接多个从设备，但只能有一个主设备。
主设备负责发起通信并控制通信的过程，从设备在收到主设备的请求后回应，并传输数据。
在I2C总线上，通信的过程可以分为以下几个步骤：1.主设备将起始信号发送到总线上，通知其他设备开始通信。
2.主设备发送从设备地址和读写标志位，指示通信的目标设备和读写操作。
3.从设备根据接收到的地址判断是否为自己，如果是则回应ACK信号。
4.主设备根据ACK信号判断是否有设备应答，如有应答则继续通信，否则终止通信。
5.主设备发送数据或请求数据，并接收从设备的应答。
6.数据传输完成后，主设备发送停止信号，终止本次通信。
1.双向传输：I2C总线上的数据传输是双向的，主设备既可以发送数据给从设备，也可以从从设备读取数据。
2.多从设备：I2C总线可以连接多个从设备，每个从设备都有唯一的地址，主设备通过地址选择通信的目标设备。
3.速度可变：I2C总线的通信速度可以通过改变时钟频率来调整，可以根据实际需求选择合适的速度。
4.硬件简单：I2C总线只需要两根线即可完成通信，硬件接口简单，成本低廉。
AT24C02内部原理介绍：AT24C02是一种8位串行电子可擦除可编程只读存储器（EEPROM），由Atmel公司生产。
它具有2K字节的存储容量，可以存储2048个8位字节的数据。
AT24C02采用了I2C总线通信接口，可以与其他I2C设备进行通信。
I2C总线
I2C总线1.I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。
2. 在消费者电子和工业电子中应用很多：例如：微控器（MCU）LCD、外设PHY芯片、RAM、EEPROM等3. I2C 总线的一些特征：●只要求两条总线线路一条串行数据线SDA 一条串行时钟线SCL●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●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●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●片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波保证数据完整4. 在I2C 总线上产生时钟信号通常是主机器件提供5. SDA和SCL都是双向的线路，他们的电位标准取决于逻辑“0”和“1”6. SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定数据线的高或低电平状态只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变7.起始和停止条件8. 发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位每次传输可以发送的字节数量不受限制每个字节后必须跟一个响应位。
在响应的时钟脉冲期间接收器必须将SDA 线拉低使它在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平9. 数据传输的地址格式数据的传输遵循下图所示的格式在起始条件S 后发送了一个从机地址这个地址共有7位，紧接着的第8 位是数据方向位R/W ：0 表示发送写1 表示请求数据读。
典型器件：AT24C系列EEPROM参考它的datasheetP2是它的结构图P3页是管脚定义P6是设备的操作参考时序p11-p12一般的测试设计流程：●根据设计的规格书，设计需要测试的接口，总线模型●定义要测试的功能列表，对测试进行分类●确定各个测试案例（testcase）的内容、个数BFM: (Bus Function Model ) 总线功能模型BFM应该描述的是具有某种具体功能的电路。
iic总线工作原理
iic总线工作原理IIC（Inter-Integrated Circuit）总线，也被称为I2C总线，是一种在集成电路中用于通信的串行通信总线。
它由飞利浦公司（Philips）于1982年推出的，旨在提供一种简单和高效的通信方式。
I2C总线常用于连接芯片和外设之间，如传感器、显示器、存储器等，以实现数据的传输和控制。
I2C总线的工作原理如下：1. 架构和拓扑：I2C总线采用主从结构，由一个主节点（Master）和多个从节点（Slave）组成。
主节点负责控制总线操作，而从节点接受命令并返回数据。
2. 线路和电气特性：I2C总线使用两根信号线进行通信，即SDA （Serial Data Line）和SCL（Serial Clock Line）。
SDA线用于数据传输，而SCL线用于时钟同步。
总线上的每个节点都有一个唯一的地址，用于标识和寻址。
3.起始和停止条件：I2C通信的每个传输都以起始条件和停止条件标识。
起始条件由主节点发出，即在SCL线为高电平时，SDA线从高电平跳变到低电平。
停止条件也由主节点发出，即在SCL线为高电平时，SDA线从低电平跳变到高电平。
4.数据传输：在I2C总线上的数据传输分为两种模式，即写模式和读模式。
-写模式：主节点发送数据给从节点。
主节点首先发送从节点的地址和写命令，然后从节点返回一个应答信号。
主节点接着发送要写入的数据，并由从节点返回应答。
主节点在发送完所有数据后，发送停止条件。
-读模式：主节点从从节点读取数据。
主节点首先发送从节点的地址和读命令，然后从节点返回应答。
主节点在接收数据之前，发送一个时钟脉冲，从节点在每个时钟脉冲间隔内发送一个数据位。
主节点接收数据，并返回一个应答信号。
主节点在读取完所有数据后，发送停止条件。
5.时钟同步：I2C总线使用时钟同步机制，即通过SCL线上的时钟脉冲来同步数据传输的速度。
主节点控制时钟频率，并通过时钟脉冲告知从节点何时发送或接收数据。
i2c总线工作原理
i2c总线工作原理I2C总线工作原理。
I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种串行通信总线，用于连接微控制器和各种外围设备，如传感器、存储器和其他集成电路。
它是由飞利浦公司（现在的恩智浦半导体）开发的，是一种简单、高效的通信协议，被广泛应用于各种电子设备中。
I2C总线的工作原理主要包括总线结构、通信协议和数据传输过程。
首先，让我们来了解一下I2C总线的结构。
I2C总线由两根线组成，串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
SDA线用于数据传输，而SCL线用于时钟同步。
在I2C总线中，每个设备都有一个唯一的地址，这样就可以通过地址来选择要通信的设备。
其次，我们来看一下I2C总线的通信协议。
在I2C总线中，通信是通过主从模式进行的。
主设备负责发起通信和控制总线，而从设备则被动响应主设备的指令。
在通信开始之前，主设备会发送起始条件（Start Condition），然后发送要通信的设备地址和读写位。
接着，主设备和从设备之间就可以进行数据传输了。
通信结束时，主设备会发送停止条件（Stop Condition）。
最后，我们来了解一下I2C总线的数据传输过程。
在数据传输过程中，每个数据字节都由8位数据和1位应答位组成。
主设备发送完一个字节的数据后，会等待从设备发送应答信号。
如果从设备成功接收到数据，就会发送应答信号；如果接收失败，则发送非应答信号。
这样就可以确保数据传输的可靠性。
总的来说，I2C总线通过简单的硬件连接和灵活的通信协议，实现了多个设备之间的高效通信。
它在各种电子设备中得到了广泛的应用，包括智能手机、平板电脑、电视机、汽车电子等领域。
通过了解I2C总线的工作原理，我们可以更好地理解和应用它，为电子设备的设计和开发提供更多可能性。
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目录第1章互联IC总线(I2C) (1)1.1 I2C协议基础 (2)1.2 I2C功能概述 (5)1.3 I2C库函数 (7)1.4 I2C例程 (14)第1章互联IC总线(I2C)函 数 原 型页码void I2CMasterInitExpClk(unsigned long ulBase, unsigned long ulI2CClk, tBoolean bFast) 8#define I2CMasterInit(a, b) I2CMasterInitExpClk(a, SysCtlClockGet( ), b) 8 void I2CMasterSpeedSet(unsigned long ulBase, unsigned long ulSpeed) 8 void I2CMasterEnable(unsigned long ulBase) 9 void I2CMasterDisable(unsigned long ulBase) 9 void I2CMasterSlaveAddrSet(unsigned long ulBase, unsigned char ucSlaveAddr, tBoolean bReceive) 9 void I2CMasterDataPut(unsigned long ulBase, unsigned char ucData) 9 unsigned long I2CMasterDataGet(unsigned long ulBase) 10 void I2CMasterControl(unsigned long ulBase, unsigned long ulCmd) 10 tBoolean I2CMasterBusy(unsigned long ulBase) 10 tBoolean I2CMasterBusBusy(unsigned long ulBase) 10 unsigned long I2CMasterErr(unsigned long ulBase) 11 void I2CMasterIntEnable(unsigned long ulBase) 11 void I2CMasterIntDisable(unsigned long ulBase) 11 tBoolean I2CMasterIntStatus(unsigned long ulBase, tBoolean bMasked) 11 void I2CMasterIntClear(unsigned long ulBase) 11 void I2CSlaveInit(unsigned long ulBase, unsigned char ucSlaveAddr) 12 void I2CSlaveEnable(unsigned long ulBase) 12 void I2CSlaveDisable(unsigned long ulBase) 12 unsigned long I2CSlaveStatus(unsigned long ulBase) 12 unsigned long I2CSlaveDataGet(unsigned long ulBase) 13 void I2CSlaveDataPut(unsigned long ulBase, unsigned char ucData) 13 void I2CSlaveIntEnable(unsigned long ulBase) 13 void I2CSlaveIntDisable(unsigned long ulBase) 13 tBoolean I2CSlaveIntStatus(unsigned long ulBase, tBoolean bMasked) 14 void I2CSlaveIntClear(unsigned long ulBase) 14 void I2CIntRegister(unsigned long ulBase, void (*pfnHandler)(void)) 14 void I2CIntUnregister(unsigned long ulBase) 14I2C（Inter-Integrated Circuit，互联IC）总线通过两线制设计（串行数据线SDA和串行时钟线SCL）来提供双向的数据传输，可连接到外部I2C器件，例如串行存储器（RAM和ROM）、网络设备、LCD、音频发生器，等等。
I2C总线也可在产品的开发和生产过程用于系统的测试和诊断。
Stellaris系列ARM集成有1个或2个I2C模块，提供与总线上其它I2C器件互联（发送和接收）的能力。
I2C总线上的设备可被指定为主机或从机。
每个Stellaris系列ARM的I2C模块口支持其作为主机或从机来发送和接收数据，也支持其作为主机和从机的同步操作。
总共有4种I2C模式：主机发送、主机接收、从机发送和从机接收。
每个I2C模块都可在两种速率下工作：标准（100kbps）和快速（400kbps）。
Stellaris系列ARM的I2C模块在作为主机或从机时都可以产生中断。
I2C主机在发送或接收操作完成（或由于错误中止）时产生中断，I2C从机在主机已向其发送数据或发出请求时产生中断。
1.1 I2C协议基础1．什么是I2C总线NXP半导体（原Philips半导体）于20多年前发明了一种简单的双向二线制串行通信总线，这个总线被称为Inter-IC或者I2C总线。
目前I2C总线已经成为业界嵌入式应用的标准解决方案，被广泛地应用在各式各样基于微控器的专业、消费与电信产品中，作为控制、诊断与电源管理总线。
多个符合I2C总线标准的器件都可以通过同一条I2C总线进行通信，而不需要额外的地址译码器。
由于I2C是一种两线式串行总线，因此简单的操作特性成为它快速崛起成为业界标准的关键因素。
2．I2C总线的众多优点z总线仅由2根信号线组成由此带来的好处有：节省芯片I/O、节省PCB面积、节省线材成本，等等。
z总线协议简单容易实现协议的基本部分相当简单，初学者能够很快掌握其要领。
得益于简单的协议规范，在芯片内部，以硬件的方法实现I2C部件的逻辑是很容易的。
对应用工程师来讲，即使MCU内部没有硬件的I2C总线接口，也能够方便地利用开漏的I/O （如果没有，可用准双向I/O代替）来模拟实现。
z支持的器件多NXP半导体最早提出I2C总线协议，目前包括半导体巨头德州仪器（TI）、美国国家半导体（National Semi）、意法半导体（ST）、美信半导体（Maxim-IC）等都有大量器件带有I2C 总线接口，这为应用工程师设计产品时选择合适的I2C器件提供了广阔的空间。
在现代微控制器设计当中，I2C总线接口已经成为标准的重要片内外设之一。
z总线上可同时挂接多个器件同一条I2C总线上可以挂接很多个器件，一般可达数十个以上，甚至更多。
器件之间是靠不同的编址来区分的，而不需要附加的I/O线或地址译码部件。
z总线可裁减性好在原有总线连接的基础上可以随时新增或者删除器件。
用软件可以很容易实现I2C总线的自检功能，能够及时发现总线上的变动。
z总线电气兼容性好I2C总线规定器件之间以开漏I/O相连接，这样，只要选取适当的上拉电阻就能轻易实现不同逻辑电平之间的互联通信，而不需要额外的转换。
z支持多种通信方式一主多从是最常见的通信方式。
此外还支持多主机通信以及广播模式等。
z通信速率高并兼顾低速通信I2C总线标准传输速率为100kbps（每秒100k位）。
在快速模式下为400kbps。
按照后来修订的版本，位速率可高达3.4Mbps。
I2C总线的通信速率也可以低至几kbps以下，用以支持低速器件（比如软件模拟的实现）或者用来延长通信距离。
从机也可以在接收和响应一个字节后使SCL线保持低电平迫使主机进入等待状态直到从机准备好下一个要传输的字节。
z 有一定的通信距离一般情况下，I 2C 总线通信距离有几米到十几米。
通过降低传输速率、屏蔽、中继等办法，通信距离可延长到数十米乃至数百米以上。
3． 几个基本概念z 发送器：本次传送中发送数据（不包括地址和命令）到总线的器件 z 接收器：本次传送中从总线接收数据（不包括地址和命令）的器件z 主机：初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件，它可以是发送器或接收器。
主机通常是微控制器。
z 从机：被主机寻址的器件，它可以是发送器或接收器。
4． 信号线与连接方式I 2C 总线仅使用两个信号：SDA 和SCL 。
SDA 是双向串行数据线，SCL 是双向串行时钟线。
当SDA 和SCL 线为高电平时，总线为是空闲状态。
C 总线SCL SDA图1.1 I 2C 总线连接形式I 2C 模块必须被连接到双向的开漏管脚上。
如图1.1所示为I 2C 总线的典型连接方式，要注意主机和各个从机之间要共GND ，而且要在信号线SCL 和SDA 上接有适当的上拉电阻Rp （Pull-Up Resistor ）。
上拉电阻一般取值3～10K Ω（强调低功耗时可以取得更大一些，强调快速通信时可以取得更小一些）。
开漏结构的好处是：z 当总线空闲时，这两条信号线都保持高电平，不会消耗电流。
z 电气兼容性好。
上拉电阻接5V 电源就能与5V 逻辑器件接口，上拉电阻接3V 电源又能与3V 逻辑器件接口。
z 因为是开漏结构，所以不同器件的SDA 与SDA 之间、SCL 与SCL 之间可以直接相连，不需要额外的转换电路。
5． 数据有效性（Data validity ）在时钟SCL 的高电平期间，SDA 线上的数据必须保持稳定。
SDA 仅可在时钟SCL 为低电平时改变，如图1.2所示。
SDASCL图1.2 I 2C 总线的数据有效性6． 起始和停止条件（START and STOP conditions ）I 2C 总线的协议定义了两种状态：起始和停止。
当SCL 为高电平时，在SDA 线上从高到低的跳变被定义为起始条件；而当SCL 为高电平时，在SDA 线上从低到高的跳变则被定义为停止条件。
总线在起始条件之后被看作为忙状态。
总线在停止条件之后被看作为空闲。
如图1.3所示。
起始信号结束信号SDA SCLS P图1.3 I 2C 总线起始条件和停止条件7． 字节格式（Byte format ）SDA 线上的每个字节必须为8位长。
不限制每次传输的字节数。
每个字节后面必须带有一个应答位。
数据传输时MSB 在前。
当接收器不能接收另一个完整的字节时，它可以将时钟线SCL 拉到低电平，以迫使发送器进入等待状态。
当接收器释放时钟SCL 时继续进行数据传输。
8． 应答（Acknowledge ）数据传输必须带有应答。