來源：百問網(wǎng)_嵌入式linux wiki_jz2440 新1期視頻維基教程 (視頻文字版)
作者：韋東山
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I2C協(xié)議
I2C在硬件上的接法如下(圖19-1)所示，主控芯片引出兩條線SCL,SDA線，在一條I2C總線上可以接很多I2C設(shè)備，我們還會放一個上拉電阻（放一個上拉電阻的原因以后我們再說）。
我們怎么傳輸數(shù)據(jù)，我們需要發(fā)數(shù)據(jù)從主設(shè)備發(fā)送到從設(shè)備上去，也需要把數(shù)據(jù)從從設(shè)備傳送到主設(shè)備上去，數(shù)據(jù)涉及到雙向傳輸。
舉個例子：
體育老師：可以把球發(fā)給學生，也可以把球從學生中接過來。
1.發(fā)球：a.老師說：注意了(start) b.老師對A學生說我要球發(fā)給你(地址)。
- c.老師就把球發(fā)出去了（傳輸）。
- d.A收到球之后，應(yīng)該告訴老師一聲（回應(yīng)）。
- e.老師說下課（停止）
2.接球：
- a.老師說注意了(start)，
- b.老師說：B把球發(fā)給我(地址)
- c.B就把球發(fā)給老師（傳輸）
- d.老師收到球之后，給B說一聲，表示收到球了（回應(yīng)）。
- e.老師說下課（停止）
我們就使用這個簡單的例子，來解釋一下IIC的傳輸協(xié)議。
- 老師說注意了，表示開始信號(start)
- 老師告訴某個學生，表示發(fā)送地址(address)
- 老師發(fā)球/接球，表示數(shù)據(jù)的傳輸
- 老師/學生收到球，回應(yīng)表示：回應(yīng)信號(ACK)
- 老師說下課，表示IIC傳輸接受(P)
IIC傳輸數(shù)據(jù)的格式
1.寫操作：
剛開始主芯片要發(fā)出一個start信號，然后發(fā)出一個設(shè)備地址(用來確定是往哪一個芯片寫數(shù)據(jù))，方向(讀/寫，0表示寫，1表示讀)。
回應(yīng)(用來確定這個設(shè)備是否存在)，然后就可以傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)之后，要有一個回應(yīng)信號（確定數(shù)據(jù)是否接受完成)，然后再傳輸下一個數(shù)據(jù)。
每傳輸一個數(shù)據(jù)，接受方都會有一個回應(yīng)信號，數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，主芯片就會發(fā)送一個停止信號。
白色背景：主→從
灰色背景：從→主
2.讀操作：
剛開始主芯片要發(fā)出一個start信號，然后發(fā)出一個設(shè)備地址(用來確定是從哪一個芯片讀取數(shù)據(jù))，方向(讀/寫，0表示寫，1表示讀)。
回應(yīng)(用來確定這個設(shè)備是否存在)，然后就可以傳輸數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)之后，要有一個回應(yīng)信號（確定數(shù)據(jù)是否接受完成)，然后再傳輸下一個數(shù)據(jù)。
每傳輸一個數(shù)據(jù)，接受方都會有一個回應(yīng)信號，數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，主芯片就會發(fā)送一個停止信號。
白色背景：主→從
灰色背景：從→主
傳輸是以8位為單元數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，先傳輸最高?MSB)，主芯片發(fā)出start信號之后，然后發(fā)出9個時鐘傳輸數(shù)據(jù)。
（1）開始信號（S）：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。
（2）結(jié)束信號（P）：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。
（3）響應(yīng)信號(ACK)：接收器在接收到8位數(shù)據(jù)后，在第9個時鐘周期，拉低SDA
SDA上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須在SCL為高電平期間保持穩(wěn)定，SDA上的數(shù)據(jù)只能在SCL為低電平期間變化。如圖
1.問題：如何在SDA上實現(xiàn)雙向傳輸？
答：主芯片通過一根SDA線既可以把數(shù)據(jù)發(fā)給從設(shè)備，也可以從SDA上讀取數(shù)據(jù)，連接SDA線的引腳里面必然有兩個引腳（發(fā)送引腳/接受引腳）。
2.問題：主設(shè)備(從設(shè)備)發(fā)送數(shù)據(jù)時，從設(shè)備(主設(shè)備)的發(fā)送引腳，不影響數(shù)據(jù)的發(fā)送，怎么做到呢？
答：里面放一個三極管，使用開極(極電集開發(fā)出去作為輸出)電路，如下圖
下面畫一個真值表:
- 從真值表和電路圖我們可以知道，當某一個芯片不行影響SDA線時，那就不驅(qū)動這個三極管。
- 想輸出高電平時；都不驅(qū)動(高電平就由上拉電阻決定)。
- 想輸出低電平，就驅(qū)動三極管。
從下面的例子可以看看數(shù)據(jù)是怎么傳的（實現(xiàn)雙向傳輸），比如：主設(shè)備發(fā)送（8bit）給從設(shè)備 1.前8個clk
- 從設(shè)備不要影響，從設(shè)備不驅(qū)動三極管；
- 主設(shè)備決定數(shù)據(jù)；
2.第9個clk，由從設(shè)備決定數(shù)據(jù)
- 主設(shè)備不驅(qū)動三極管；
- 從設(shè)備決定數(shù)據(jù)；
從上面的例子，就可以知道，怎樣在一條線上實現(xiàn)，雙向傳輸?shù)霓k法。這就是為什么在SDA,SCL上放上拉電阻的原因。
在第9個時鐘之后，如果有某一方處于繁忙狀態(tài)，它可以一直把SCL拉低當SCL為低電平時候，大家都不應(yīng)該使用IIC總線，只有當SCL從低電平變?yōu)楦唠娖降臅r候，IIC總線才能被使用。
從前圖我們也可以知道ACK信號應(yīng)該是低電平。主設(shè)備不驅(qū)動三極管，如果從設(shè)備不驅(qū)動三極端的話SDA應(yīng)該是高電平，當從設(shè)備接收數(shù)據(jù)之后，發(fā)出回應(yīng)信號的時候，就會驅(qū)動三極管，讓SDA變?yōu)榈碗娖健Ｋ哉f：ACK信號是低電平。
對于IIC協(xié)議它只能規(guī)定怎么傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)什么含義它完全不能夠控制，數(shù)據(jù)的含義有從設(shè)備決定。
