i2c通信的详细讲解(i2c通信的详细讲解读写)

1、首先IIC通信要分清主机与从机的关系，在主机对从机进行写操作时，一般是在传送完一个数据之后单片机就进入检测应答信号状态：先将两个脚置位 SDA=1；SCL=1；然后在一定时间内不断检测SDA脚的电平状态，比如说你弄个循环for(i=255;i>0;i--){..;if(...)break;...}进行不断判断，当SDA的电平为低时就跳出循环，说明此时从机已经ACK，就可说明是I2C器件拉低；如果为高时，则一直判断完整个循环，到最后还为高时，就说明没有应答。2、写应答和读应答肯定有所区别的。写应答是在你读从机数据期间，当你接收到一个数据时，可以应答的(想继续通信就应答)，就将SDA复位(拉低),不想应答(想结束通信时)就置位(SDA=1)。读应答则在主机写数据给从机期间，每当从机接收到一个数据就会应答一下(将数据SDA线拉低)，主机将不断检测SDA线的电平，主机就是凭SDA的电平状态才知道从机是否已经正确地接收了主机发送的 数据。
这个是为了后续通信能继续下去的一个机制。 凡是接收数据或命令方，都要给一个应答位，发送方只有收到应答位后才继续发送。只有一个特殊情况不用应答位，就是主机（给时钟信号的一方）作为接收方时，在收到最后一个字节信息时可以不用应答。 由于IIC的数据线一定有一个上拉电阻，如果通信中能收到应答位，一定是接收方把数据线强制拉低，所以在开始学习IIC通信时，能收到方的应答位，是成功的第一步。

这三种通信模式都是串行总线。 SPI总线MOTOROLA公司的SPI总线的基本信号线为3根传输线，即SI、SO、SCK。传输的速率由时钟信号SCK决定，SI为数据输入、SO为数据输出。采用SPI总线的系统如图8-27所示，它包含了一个主片和多个从片，主片通过发出片选信号-CS来控制对哪个从片进行通信，当某个从片的-CS信号有效时，能通过SI接收指令、数据，并通过SO发回数据。而未被选中的从片的SO端处于高阻状态。主设备通过产生移位时钟来发起通讯。通讯时，数据由SO 输出，SI 输入，数据在时钟的上升或下降沿由SO 输出，在紧接着的下降或上升沿由SI 读入，这样经过8/16 次时钟的改变，完成8/16 位数据的传输。I2C总线I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C串行总线有两根信号线：一根双向的数据线SDA；另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线上的设备的串行数据都接到总线的SDA线，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL。 I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。UART通信 UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置。UART首先将并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是5~8个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用来与PC进行通信。
SPI,I2C属于同步串口通信，而UART是异步串口通信，你要是想知道到，无非是它们用的是几根线，原理自己看书吧，这里讲讲你也不会真正理解的。
找下资料，看看他的通信时序就弄明白了啊！主要是通信时序（协议）不同。

作 者：■ 西安电子科技大学 郑旭阳 李兵兵 黄新平 摘要：介绍模拟I2C总线的多主节点通信原理，并提出一种新的实现方法。这种采用延时接收比较来实现仲裁的方法，可使不具有I2C接口的普通微控制器（MCU）能够实现模拟I2C总线的多主通信，同时对I2C总线的推广起到了积极作用。关键词：模拟I2C总线 仲裁 多主通信I2C总线（Inter IC BUS）是Philips公司推出的双向两线串行通信标准。由于它具有接口少、通信效率高等优点，现已得到广泛的应用[1~3]。它除了可以进行简单的单主节点通信外，还可以应用在多主节点的通信系统中。在多主节点通信系统中，如果两个或者更多的主节点同时启动数据传输，总线具有冲突检测和仲裁功能，保证通信正常进行并防止数据破坏。现在许多微控制器（MCU）都具有I2C总线接口，能方便地进行I2C总线设计。对于没有I2C总线接口的MCU，可以采用两条I/O接口线进行模拟[2，3]。目前，一些介绍模拟I2C的资料主要讲的是在单主节点系统中进行的通信，这使得模拟I2C总线的应用具有一定的局限性。本文根据总线仲裁的思想，提出一种多主节点通信的思想及实现流程。1 I2C总线系统简介[1~3]I2C总线系统是由SCL（串行时钟）和SDA（串行数据）两根总线构成的。该总线有严格的时序要求，总线工作时，由串行时钟线SCL传送时钟脉冲，由串行数据线SDA传送数据。总线协议规定，各主节点进行通信时都要有起始、结束、发送数据和应答信号。这些信号都是通信过程中的基本单元。总线传送的每1帧数据均是1个字节，每当发送完1个字节后，接收节点就相应给一应答信号。协议规定，在启动总线后的第1个字节的高7位是对从节点的寻址地址，第8位为方向位（“0”表示主节点对从节点的写操作；“1”表示主节点对从节点的读操作），其余的字节为操作数据。图1列出I2C总线上几个基本信号的时序。图1中包括起始信号、停止信号、应答信号、非应答信号以及传输数据“0”和数据“1”的时序。起始信号就是在SCL线为高时SDA线从高变化到低；停止信号就是在SCL线为高时SDA线从低变化到高；应答信号是在SCL为高时SDA为低；非应答信号相反，是在SCL为高时SDA为高。传输数据“0”和数据“1”与发送应答位和非应答位时序图是相同的。图2表示了一个完整的数据传送过程。在I2C总线发送起始信号后，发送从机的7位寻址地址和1位表示这次操作性质的读写位，在有应答信号后开始传送数据，直到发送停止信号。数据是以字节为单位的。发送节点每发送1个字节就要检测SDA线上有没有收到应答信号，有则继续发送，否则将停止发送数据。2 I2C总线的仲裁在多主的通信系统中。总线上有多个节点，它们都有自己的寻址地址，可以作为从节点被别的节点访问，同时它们都可以作为主节点向其他的节点发送控制字节和传送数据。但是如果有两个或两个以上的节点都向总线上发送启动信号并开始传送数据，这样就形成了冲突。要解决这种冲突，就要进行仲裁的判决，这就是I2C总线上的仲裁。I2C总线上的仲裁分两部分：SCL线的同步和SDA线的仲裁。SCL同步是由于总线具有线“与”的逻辑功能，即只要有一个节点发送低电平时，总线上就表现为低电平。当所有的节点都发送高电平时，总线才能表现为高电平。正是由于线“与”逻辑功能的原理，当多个节点同时发送时钟信号时，在总线上表现的是统一的时钟信号。这就是SCL的同步原理。SDA线的仲裁也是建立在总线具有线“与”逻辑功能的原理上的。节点在发送1位数据后，比较总线上所呈现的数据与自己发送的是否一致。是，继续发送；否则，退出竞争。图3中给出了两个节点在总线上的仲裁过程。SDA线的仲裁可以保证I2C总线系统在多个主节点同时企图控制总线时通信正常进行并且数据不丢失。总线系统通过仲裁只允许一个主节点可以继续占据总线[1]。图3是以两个节点为例的仲裁过程。DATA1和DATA2分别是主节点向总线所发送的数据信号，SDA为总线上所呈现的数据信号，SCL是总线上所呈现的时钟信号。当主节点1、2同时发送起始信号时，两个主节点都发送了高电平信号。这时总线上呈现的信号为高电平，两个主节点都检测到总线上的信号与自己发送的信号相同，继续发送数据。第2个时钟周期，2个主节点都发送低电平信号，在总线上呈现的信号为低电平，仍继续发送数据。在第3个时钟周期，主节点1发送高电平信号，而主节点2发送低电平信号。根据总线的线“与”的逻辑功能，总线上的信号为低电平，这时主节点1检测到总线上的数据和自己所发送的数据不一样，就断开数据的输出级，转为从机接收状态。这样主节点2就赢得了总线，而且数据没有丢失，即总线的数据与主节点2所发送的数据一样，而主节点1在转为从节点后继续接收数据，同样也没有丢掉SDA线上的数据。因此在仲裁过程中数据没有丢失。

I²C（Inter-Integrated Circuit）是内部整合电路的称呼，是一种串行通讯总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边装置而发展。I²C（读作"I-squared-C" ），还有可选的拼写方式是I2C（读作I-two-C）以及IIC（读作I-I-C），在中国则多以"I方C"称之。 I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C 总线支持任何IC 生产过程(CMOS、双极性）。通过串行数据（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器——MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。LCD 驱动器只能作为接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机（见表1）。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。特征：1、只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL；2、每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器；3、它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；4、串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s； 5、连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。

I2C是一种总线，简单的说可以进行数据传输，有很多传感器或者芯片都有I2C接口用于数据传输，比如AM2311温湿度传感器就是I2C总线接口的，利用纬图的Ginkgo USB-I2C适配器可以很容易的读取I2C芯片里面的数据。

I2C总线是由飞利浦公司开发的一种总线系统。I2C总线系统问世后，迅速在家用电器等产品中得到了广泛的应用。微控制器电路上的I2C总线由2根线组成，包括一根串行时钟线（SCL）和一根串行数据线（SDA）。微控制器利用串行时钟线发出时钟信号，利用串行数据线发送或接收数据。微控制器电路是I2C总线系统的核心，I2C总线由微控制器电路引出。液晶彩电中很多需要由微控制器控制的集成电路（如高频头、去隔行处理电路、SCALER电路、音频处理电路等）都可以挂接在I2C总线上，微控制器通过I2C总线对这些电路进行控制。为了通过I2C总线与微控制器进行通信，在I2C总线上挂接的每一个被控集成电路中，都必须设有一个pC总线接口电路。在该接口电路中设有解码器，以便接收由微控制器发出的控制指令和数据。微控制器可以通过I2C总线向被控集成电路发送数据，被控集成电路也可通过I2C总线向微控制器传送数据，被控集成电路是接收还是发送数据则由微控制器控制。