iic通信协议

一.iic通信原理

IIC通信协议采用2条信号线，1条时钟线（SCL）和1条数据线（SDA），属于串行半双工通信。标准模式的传输速率为100Kb/s，快速模式为400Kb/s。总线上可以接多个从设备，从设备的地址必须不同。也可也接多个主设备，但同一时刻只能有一个主设备控制总线。最大设备数量受总线的最大负载电容400pf限制。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

IIC总线上有两种状态，一种是MOS管导通总线被拉低，另外一种是MOS关断总线被上拉电阻拉高，如下图所示

IIC的一些特点：

• 
  IIC是半双工，而不是全双工
  
• 
  IIC是真正的多主机总线
  
  ，（对比SPI在每次通信前都需要把主机定死，而IIC可以在通讯过程中，改变主机），如果两个或更多的主机同时请求总线，可以通过冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏
• 
  起始和终止信号都是由主机发出的
  
  ，连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则很容易检测到起始和终止信号
• 在
  
  起始信号后
  
  必须发送一个
  
  7位从机地址+1位方向位
  
  ，用“0”表示主机发送数据**，**“1”表示主机接收数据。
• 每当主机向从机发送完一个字节的数据，
  
  主机总是需要等待从机给出一个应答信号
  
  ，以确认从机是否成功接收到了数据
• 
  起始信号是必需的
  
  ，结束信号和应答信号，都可以不要

注

：实际使用中，

一般是单片机作为主机，其它器件作为从机

，单片机先向器件发送信息表示要读取数据，之后转变传输方向，器件发送数据到单片机。

• 起始：时钟线SCL为高时，数据线SDA由高到低

• 停止：时钟线SCL为高时，数据线SDA由低到高

• 开始标志（S）发出后，主设备会传送一个7 位的地址，并且后面跟着一个第8位，称为Read/Write 位。

• R/W 位表示主设备是在接受从设备的数据还是在向其写数据。

• 然后，主设备释放SDA 线，等待从设备的应答信号（ACK）。每个字节的传输都要跟随有一个应答位。

• 应答产生时，从设备将SDA 线拉低并且在SCL 为高电平时保持低。

• 数据传输以停止标志（P）结束，然后释放总线。但主设备也可以产生重复的开始信号去操作另一台从设备，而不发出结束标志。

• 
  所有的SDA 信号变化都要在SCL 时钟为低电平时进行，除了开始和结束标志
  

下面这张图是通过示波器抓取的IIC波形，可以看到：

• 时钟线SCL是一种间歇性的方波（需要通信时才产生方波）
• 数据线SDA根据SCL提供的节拍，高电平代表数据1，低电平代表数据0
• 没有数据传输时，SDA和SCL均为高电平状态
• 起始信号后，数据是9个一组，包括8位的数据和另一方的1位回应

图中

红色数字表示单片机发送的8位数据，黄色数字表示IIC器件回应的信号

，低电平0表示器件收到了单片机发来的数据。

总的来说，iic通信协议是一种串行半双工的通信协议，它有两根总线，一根数据线，一根时钟线。

iic通信

1. 先由主机发送一个起始信号启用总线(时钟线为
   
   高电平
   
   ，数据线
   
   由高到低
   
   )。
2. 然后主机发送一个地址(
   
   7位
   
   )，指明要通信的从机，然后发送一个方向位(
   
   1位
   
   )，用“0”表示主机发送数据**，**“1”表示主机接收数据。从机发送应答信号(
   
   1位
   
   )。(
   
   时钟线为低电平时是主机向总线上写数据，时钟线为高时是从机从总线上读数据，通常情况下iic一次发送
   
   9
   
   位，起始状态下是
   
   7
   
   位地址+
   
   1
   
   位方向+应答，发送数据状态下是
   
   8
   
   位数据+
   
   1
   
   位应答，有时从机不应答，就意味着通信结束
   
   )。
3. 通信结束，发送停止信号，释放总线(时钟线为
   
   高电平
   
   ，数据线
   
   由低到高
   
   )。