一、介绍
I2C总线是由Philips公司发明的一种两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C最主要的优点是简单、有效。由于不需要额外独立的接口，所以i2c总线占用的空间非常少，减少了电路板的空间和芯片引脚的数量。i2c总线最初是为音频和视频设备开放，现在已应用于各种设备。
二、I2C概述
I2C总线是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接受数据，每个设备都有唯一的地址识别。I2C运用主/从双向通信，器件发送数据到总线上则定义为发送器，器件接受数据则是接受器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微处理器）控制，主器件产生SCL控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA上状态的改变被用来表示起始和停止。
I2C数据格式如下：
无数据：SCL=1，SDA=1；
开始位（Start）：当SCL=1时，SDA由1向0跳变；
停止位（Stop）：当SCL=1时，SDA由0向1跳变；
数据位：当SCL由0向1跳变时，由发送方控制SDA，此时SDA为有效数据，不可随意改变SDA；
当SCL保持为0时，SDA上的数据可随意改变；
地址位：定义同数据位，但只由发送器发给接收器；
应答位（ACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=0；
否应答位（NACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=1。
当数据为单字节传送时，格式为：
开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，停止位。
当数据为一串字节传送时，格式为：
开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，8位数据，应答，……，8位数据，应答，停止位。
需要注意的是：
(1)SCL一直由主器件（Master）控制，SDA依照数据传送的方向，读数据时由从器件（Slave）控制SDA，写数据时由Master控制SDA。当8位数据传送完毕之后，应答位或者否应答位的SDA控制权与数据位传送时相反。
(2)开始位“Start”和停止位“Stop”，只能由Master来发出。
(3)地址的8位传送完毕后，成功配置地址的Slave设备必须发送“ACK”。否则否则一定时间之后Master视为超时，将放弃数据传送，发送“Stop”。
(4)当写数据的时候，Master每发送完8个数据位，Slave设备如果还有空间接受下一个字节应该回答“ACK”，Slave设备如果没有空间接受更多的字节应该回答“NACK”，Master当收到“NACK”或者一定时间之后没收到任何数据
将视为超时，此时Master放弃数据传送，发送“Stop”。
(5)当读数据的时候，Slave设备每发送完8个数据位，如果Master希望继续读下一个字节，Master应该回答“ACK”以提示Slave准备下一个数据，如果Master不希望读取更多字节，Master应该回答“NACK”以提示Slave设备准
备接收Stop信号。
(6)当Master速度过快Slave端来不及处理时，Slave设备可以拉低SCL不放（SCL=0将发生“线与”）以阻止Master发送更多的数据。此时Master将视情况减慢或结束数据传送。
三、I2C驱动框架
Linux的I2C体系结构分为3个组成部分：
1.I2C核心
I2C 核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法（即“algorithm”）上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。
2.I2C总线驱动
I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至直接集成在CPU内部。
I2C总线驱动主要包含了I2C适配器数据结构i2c_adapter、I2C适配器的algorithm数据结构i2c_algorithm和控制I2C适配器产生通信信号的函数。
经由I2C总线驱动的代码，我们可以控制I2C适配器以主控方式产生开始位、停止位、读写周期，以及以从设备方式被读写、产生ACK等。
3.I2C设备驱动
I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。
I2C设备驱动主要包含了数据结构i2c_driver和i2c_client，我们需要根据具体设备实现其中的成员函数。
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