I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信总线,用于在集成电路之间进行数字通信。它由飞利浦公司(现在的NXP半导体)于1982年开发,并于2006年成为公共领域协议。
I2C总线使用两根信号线:串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)。这两根线都由上拉电阻连接到正供电电压,因此在总线上的信号默认为高电平。通信的发送和接收是通过改变SDA线上的电平来实现的。
I2C总线使用主从设备架构。系统中的一个设备充当主设备,负责控制总线上的通信。其余的设备充当从设备,等待主设备的命令并提供响应。
通信流程如下:
- 主设备启动通信:主设备发送一个起始信号,即SDA线从高电平跳变到低电平时,同时保持SCL线为高电平状态。
- 主设备发送地址和读/写命令:主设备发送从设备地址,指定要进行通信的从设备。地址被从设备接收并进行匹配。接着,主设备发送一个读(R)或写(W)命令,指示接下来是要读取从设备的数据还是写入数据到从设备。
- 从设备响应:如果从设备存在并且地址匹配成功,则从设备会发送一个应答信号(ACK)给主设备。
- 数据传输:在主设备发送数据或从设备发送数据之前,数据的传输都是以8位为单位进行的。主设备将数据发送到SDA线上,然后在SCL线上产生一个时钟脉冲。从设备接收数据并在SCL线上产生一个应答信号。数据传输可以在一个或多个字节之间进行,直到主设备发送停止命令。
- 停止通信:主设备发送一个停止信号,即SDA线从低电平跳变到高电平,同时保持SCL线为高电平状态。
总结起来,I2C通信是通过主设备发送起始信号、地址和命令,然后与从设备进行数据传输,并最后发送停止信号来实现的。这种通信方式适用于连接多个集成电路的系统,例如将传感器、存储器和其他外设与主控制器连接。