I2C总线入门(很详细,很经典).doc

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种由飞利浦公司（现NXP半导体）开发的、用于微型电子设备间通信的简单串行接口。这种总线系统主要设计用于连接微控制器和外围设备，如传感器、实时时钟、存储器等，以减少所需的物理引脚数量，简化电路设计。 I2C总线的基本特点是使用两根线：Serial Data Line (SDA) 和 Serial Clock Line (SCL)。所有连接到I2C总线的设备共享这两条线进行通信。通信过程中，主设备（通常是微控制器）控制时钟线SCL，而数据线SDA则用于双向数据传输。I2C总线通信的格式包括起始信号、发送地址字、应答、数据传输以及停止信号。 1. **起始信号**：在开始通信前，SDA和SCL都是高电平。起始信号是由SCL保持高电平时，SDA从高电平下降到低电平。 2. **发送地址字**：地址字包含7位硬件地址和1位读/写位。硬件地址通常由设备的数据手册指定，其中前四位是固定的，中间三位（如A0、A1、A2）是可编程的，通过连接到不同电压（VCC或GND）来设定。最后一位读/写位决定是读操作还是写操作。 3. **应答**：每个字节数据传输后，接收方会通过SDA线发送一个应答位（ACK），表示已成功接收数据。如果未收到应答，发送方可能会认为通信失败。 4. **数据传输**：数据传输是通过SDA线按位进行的，每次传输时SCL为高电平，SDA线上的数据被采样。写数据时，主设备依次发送每一位，然后等待从设备应答；读数据时，主设备在SCL高电平时读取SDA线上的数据。 5. **停止信号**：通信结束时，SDA在SCL高电平时从低电平上升到高电平，形成停止信号。 在实际应用中，例如使用AT24C02存储芯片或PCF8591数模/模数转换器，I2C总线的初始化、地址设置、数据传输和应答机制都需要正确实现。通过编程控制SDA和SCL线的状态，就可以与这些设备进行有效的通信。在代码示例中，可以看到`write_byte()`函数用于写入数据，而`read_byte()`函数用于读取数据，同时还有专门处理起始和停止信号的函数，以及处理应答的函数。 I2C总线提供了一种高效、节省资源的通信方式，尤其适用于资源有限的嵌入式系统。理解其工作原理和通信协议对于开发涉及此类接口的项目至关重要。