单片机I2C总线介绍

I2C是一种串行总线的外设接口，它选用同步方法串行接纳或发送信息，两个设备在同一个时钟下作业。I2C总线只用两根线：串行数据SDA（Serial Data）、串行时钟SCL（Serial Clock）。
因为I2C只要一根数据线，因而其发送信息和接纳信息不能一同进行。信息的发送和接纳只能分时进行。I2C串行总线作业时传输速率最高可达400K bit/s。
I2C总线上的一切器材的SDA线并接在一同，一切器材的SCL线并接在一同，且SDA线和SCL线有必要经过上拉电阻连接到正电源。
I2C总线的数据传输协议要比SPI总线杂乱一些，因为I2C总线器材没有片选操控线，所以I2C总线数据传输的开端有必要由主器材发生通讯的开端条件（SCL高电平时，SDA发生负跳变）；通讯完毕时，由主器材发生通讯的完毕条件（SCL高电平时，SDA发生正跳变）。
SDA线上的数据在SCL高电平期间有必要坚持安稳，不然会被误认为开端条件或完毕条件，只要在SCL低电平期间才干改动SDA线上的数据。I2C总线的数据传输波形图如下图所示。

I2C运用实例
AT24C系列为美国ATMEL公司推出的串行COMS型E2PROM，具有功耗小，宽电压规模等长处。下图为AT24C系列E2PROM的引脚图。图中A0、A1、A2为器材地址引脚，Vss为地，Vcc为正电源，WP为写保护，SCL为串行时钟线，SDA为串行数据线。AT24C系列E2PROM选用I2C总线，I2C总线上可挂接多个接口器材，在I2C总线上的每个器材应有仅有的器材地址，按I2C总线规矩，器材地址为7位二进制数，它与一位数据方向位构成一个器材寻址字节。器材寻址字节的最低位（D0）为方向位（读/写），最高4位（D7~D4）为器材类型地址（不同的I2C总线接口器材的类型地址由厂家给定，AT24C系列E2PROM的类型地址都为1010）；其他3位（D3~D1）与器材引脚地址A2A1A0相对应。器材地址格局：
1010 A2A1A0。

关于E2PROM的片内地址，AT24C01和AT24C02因为芯片容量可用一个字节表明，故读写某个单元前，先向E2PROM写入一个字节的器材地址，再写入一个字节的片内地址。而AT24C04、AT24C08、AT24C16别离需求9位、10位和11位片内地址，所以AT24C04把器材地址中的A0作为片内地址的最高位，AT24C08把器材地址中的A1A0作为片内地址的最高两位，AT24C16把器材地址中的A2A1A0作为片内地址的最高三位。凡在体系中把器材的引脚地址用作片内地址后，该引脚在电路中不得运用，做悬空处理。AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256和AT24C512的片内地址选用两个字节。
AT24C系列E2PROM的读写操作原理
下列读写操作中SDA线上数据传送状况符号注释如下：
Start为发动信号（SCL为高电平，SDA发生负跳变），由主机发送。
Stop为完毕信号（SCL为高电平，SDA发生正跳变），由主机发送。
AddressByte、AddreeeByte H、AddreeeByte L为地址字节，指定片内某单元地址，由主机发送。
data为数据字节，由数据发送方发送。
0 为必定应对信号，由数据接纳方发送。
1 为否定应对信号，由数据接纳方发送。
主机操控数据线SDA时，在SCL高电平期间有必要坚持SDA线上的数据安稳，不然会被误认为对从机的开始条件或完毕条件。主机只能在SCL低电平期间改动SDA线上的数据。主机写操作期间，用SCL的上升沿写入数据；主机读操作期间，用SCL的下降沿读出数据。

从AT24C系列AT24C01~AT24C16中读n个字节的数据格局：

从AT24C系列AT24C32~AT24C512中读n个字节的数据格局：

向AT24C系列AT24C01~AT24C16中写n个字节的数据格局（n<=页长，且n个字节不能跨页）：

向AT24C系列AT24C32~AT24C512中写n个字节的数据格局（n<=页长，且n个字节不能跨页）：


应对信号
I2C总线数据传送时，每成功地传送一个字节数据后，接纳器都有必要发生一个应对信号。应对的器材在第9个时钟周期时将SDA线拉低，表明其现已收到一个8位数据。
I2C器材在接纳到开始信号和从器材地址之后呼应一个应对信号，假如器材已挑选了写操作，则在每接纳一个8位字节之后呼应一个应对信号。
I2C器材作业在读形式时，在发送一个8位数据后开释SDA线（SDA置为高电平）并监督一个应对信号，一旦接纳到主器材的应对信号，I2C器材则持续发送数据，假如主器材没有发送应对信号（发送非应对信号，即SDA为高电平），器材中止传送数据且等候一个中止信号。