I2C通讯协议及时序图

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                                                                      I2C通讯协议及时序图  

    I2C总线，PHILIPS公司定义的协议，由两条总线组成，数据线和时钟线，作为串行总线的一种，因接口所需要的线较少，所以被广泛利用。

一、速率

最高速率：400Kbps。（如果使用硬件I2C接口，可以通过配置主设备控制器，选择速率模式）

普通速率：100Kbps。

1.1 允许最小速率

速率只要在最大速率以内，都可以正常工作，比如速率是100bp或者1000bps。

二、设备地址

I2C设备之间要建立通信，主设备需要通过寻址，若从设备地址匹配主设备发出的地址，将会建立连接。从设备地址一般为7位，占据一个字节的高7位（A7：A1），最低位A0为读写位，1表示读，0表示写。

                                                           图1 地址信息

三、通信协议

1）起始信号S：

时钟信号SCL为高电平时，SDA信号由高电平变为低电平，起始信号由主设备发起。（图2所示）

2）停止信号P：

时钟信号SCL为高电平时，SDA信号由低电平变为高电平，停止信号由主设备发起。（图三所示）

PS：master可以在任何时候发送stop信号给slave，提前结束通讯，即不需要等一个byte传送完成。

3）应答信号ACK/NAK：

数据接收方发送，在第9个时钟信号SCL为高电平时（或者整个Clock），SDA信号保持低电平或者高电平。

ACK: ACKNOWLEGE

NAK/NACK: NOT ACKNOWLEDGE

• ACK：低电平
• NAK：高电平

4）发送时序：如图4所示

a.Master发送起始信号；

b.发送地址信息；

c.发送数据。

5）数据发送顺序

从最高位到最低位发送（MSB—>LSB）。

6）数据传输过程

a、当scl为低电平时，sda上的数据才能改变；

b、当scl为高电平时，sda上的数据需要保持不变。

c、scl一个clk为低电平->高电平。

                                              图2 起始信号                

                                               图3 停止信号

                                                               图4 数据发送

四、案例—逻辑分析仪抓取数据

• 读数据时候，通讯结束之前，主设备在发送Stop信号之前，需要发送NAK信号；即信号顺序为：NAK–>Stop
• 写数据时候，通讯结束之前，主设备只需要发送Stop信号；Stop

1）一次读多个数据

2）一次读一个数据

3）一次写一个数据