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今天花了半天时间学习I2C总线协议，算是弄得比较透彻，拿出来和大家分享一下。
·I2C总线特点
·I2C总线三种状态
·I2C总线必要知识点
·I2C总线写过程
·I2C总线读过程
一、I2C总线特点
在讲之前呢我为大家画了一幅图。
从图看呢，比较简陋，但是麻雀虽小五脏俱全，想表达的都可以在图中看出来。
从图中我们可以看出呢，I2C总线的特点呢是：
1.它是由两根线组成的，一根叫SCL（串行时钟线），一根叫SDA（串行数据线）。线少，好处自然不用多说咯，但是速度肯定就慢了，用作外设之间的数据接口够用了。而快速的芯片内部通信，用的是AMBA总线通信，想了解的自己查一下，或者过几天我研究后再写。
2.每颗I2C芯片呢都可以作为主机和从机，但一次通行中只允许存在一个主机。
两点特点是不是有点少啊，没事儿，在了解后面的知识点后，自己总结吧，主要讲后面内容呢。
二、I2C总线的三种状态
I2C总线存在三种状态：
1.空闲
2.工作开始
3.工作停止
先说空闲状态：当SCL与SDA同时为高电平时，为空闲态，说白了，就啥也不干。如下图：
再说说开始工作状态，此时SCL为高，而SDA出现下降沿，如下图：
最后就是停止工作状态，此时SCL为高，SDA出现上升沿，如下图：
三、I2C总线必要知识点
除了要知道上面的三种状态，还需要知道下面五点内容，方可理解最后的读写过程。要来了，接招：
1.I2C总线协议要求1个字节位宽为8位(8bit)
2.从机地址位宽为7bit,但上面说了啊一个字节要8bit，不着急，还有1个bit的位宽用来存放主机是用来写(0),还是用来读(1)，加起来刚好8bit。比如0100101(地址位)0(读写位，此处为写)，可以看出读写位为最低位。
3.每颗I2C芯片都有各自的地址，互相之间有可能相同，有可能不同。相同时呢，就是要实现一个主机同时对多个从机进行数据交换。为了使各个I2C芯片之间更加灵活，每颗I2C芯片都有固定的4位地址，以及3位可编程地址，当4位固定地址相同时，用软件编辑后3位，使之相同，所以最多可以有8台(2的三次方)从机可以同时与主机通信。
4.一个字节传输完毕之后，主机将SDA拉高，主机I2C芯片就不再干活了，等待从机反馈(ACK acknowledge)，这时从机I2C芯片开始对传输过程做判定，判定读取成功时，将SDA拉低，以表示我完成啦，你继续吧。主机得到这个讯息之后，就会进行下一步既定的操作。如果从机读取失败，那么SDA将不会变化。此时主机就会知道，哦，没发成功，接下来是继续重新传输一遍还是终止操作，这个由写好的程序来定。 到这里大家会不会想到这样会有一个BUG，那就是只要SDA一直不变，那主机就一直不干活了？当然主机也不是傻子(其实应该是程序猿也不是傻子)，那就等一个时间呗，一定时间内，我收不到信号拉低，那就认为你出问题了。这个时间就是半个SCL周期。
5.在4中提到了时钟周期，这里再科普一下。看下图(download的，还有百度水印)：
从这张图可以看出，一整个流程应该是9个时钟周期，在第九个周期的高过程，必须完成ACK。每位数据对应一个high，在这半个周期内，要求SDA上的数据是稳定的，不能发生改变，为啥？用类似建立时间保持时间来理解。
四、I2C总线写过程
写过程如下：
1.主机发送从机地址(7bit)+0(0是写)，所有从机都会接收到这个信息，但是只有地址匹配的从机反馈一个ACK(0)，并准备后面的接收工作，其它地址不对的从机，‘早点洗洗睡吧，没咱啥事儿了‘。
2.主机收到这个ACK，开始发送内存地址(8bit),所有地址匹配的从机(前面说过，一个主机可以匹配多个从机，只要那从机地址相同就行)接收这个8bit的内存地址，在吩咐下去之后，给主机一个反馈ACK(0)，‘我OK啦‘。
3.主机收到这个ACK，开始发送数据给从机，一个字节8bit，从机接收完成，给主机反馈ACK(0)。
4.主机收到这个ACK，是继续发送数据，还是发送终止信号，取决于数据是否发送完毕。
五、I2C总线读过程
读过程如下：
1.主机发送从机地址(7bit)+0(0是写)，这里为啥又是写呢？首先，主机得找到这些从机呀，当然要将从机地址写给各个从机了。所有从机都会接收到这个信息，但是只有地址匹配的从机反馈一个ACK(0)，并准备后面的接收工作，其它地址不对的从机，‘诶......早点洗洗睡吧，又没咱啥事儿了‘。
2.主机接收到这个ACK，开始发送8bit的内存地址给从机，‘把这个地址找到，把货给我取出来备着，我一会儿要从你这里提货啊!‘。从机找好这些地址后，反馈一个ACK(0)给主机。
3.主机收到这个ACK，再发一次从机地址(7bit)，只不过这次最后一个换成1(读)了。从机收到并返回ACK(0)。
4.主机收到这个ACK，做好了接收从机信息的准备，这个时候从机信息到了，主机接收完信息后不对从机发送反馈(毕竟人家是老大啊，老大拿好了还要给小喽喽打个报告？)直接发起终止信号，心疼从机3秒钟。
好了，到这里就讲完了，继续心疼从机3秒.......
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原文地址：https://www.cnblogs.com/Jamesjiang/p/8955027.html
