i2c通信的详细讲解(I2C通信的详细讲解)

要学好I2C通信，你必须了解I2C通信协议，就是实现制定的规则，时序可以自己写，只要满足条件就好，起始信号之后，如果写数据，就要通过SDA线将数据发送出去，SDA上信号变化都是在SCL低电平期间变化的，在SCL高电平期间要保证SDA上的信号稳定，一般读数据是在SCL高电平期间读写的。
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。 关于I2C： 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。

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。

一. 技术性能: 工作速率有100K和400K两种； 支持多机通讯； 支持多主控模块，但同一时刻只允许有一个主控；由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线； 每个电路和模块都有唯一的地址；每个器件可以使用独立电源 二. 基本工作原理: 以启动信号START来掌管总线，以停止信号STOP来释放总线； 每次通讯以START开始，以STOP结束； 启动信号START后紧接着发送一个地址字节，其中7位为被控器件的地址码，一位为读/写控制位R/W,R. /W位为0表示由主控向被控器件写数据，R/W为1表示由主控向被控器件读数据； 当被控器件检测到收到的地址与自己的地址相同时，在第9个时钟期间反馈应答信号； 每个数据字节在传送时都是高位(MSB)在前； 写通讯过程: 1. 主控在检测到总线空闲的状况下，首先发送一个START信号掌管总线； 2. 发送一个地址字节(包括7位地址码和一位R/W)； 3. 当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址相同时发送一个应答信号(ACK)； 4. 主控收到ACK后开始发送第一个数据字节； 5. 被控器收到数据字节后发送一个ACK表示继续传送数据，发送NACK表示传送数据结束； 6. 主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP，结束整个通讯并且释放总线； 读通讯过程: 1. 主控在检测到总线空闲的状况下，首先发送一个START信号掌管总线； 2. 发送一个地址字节(包括7位地址码和一位R/W)； 3. 当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址相同时发送一个应答信号(ACK)； 4. 主控收到ACK后释放数据总线，开始接收第一个数据字节； 5. 主控收到数据后发送ACK表示继续传送数据，发送NACK表示传送数据结束； 6. 主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP，结束整个通讯并且释放总线； 四. 总线信号时序分析 1. 总线空闲状态 SDA和SCL两条信号线都处于高电平，即总线上所有的器件都释放总线，两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高； 2. 启动信号START 时钟信号SCL保持高电平，数据信号SDA的电平被拉低(即负跳变)。启动信号必须是跳变信号，而且在建立该信号前必修保证总线处于空闲状态； 3. 停止信号STOP 时钟信号SCL保持高电平，数据线被释放，使得SDA返回高电平(即正跳变)，停止信号也必须是跳变信号。 4. 数据传送 SCL线呈现高电平期间，SDA线上的电平必须保持稳定，低电平表示0(此时的线电压为地电压)，高电平表示1(此时的电压由元器件的VDD决定)。只有在SCL线为低电平期间，SDA上的电平允许变化。 5. 应答信号ACK I2C总线的数据都是以字节(8位)的方式传送的，发送器件每发送一个字节之后，在时钟的第9个脉冲期间释放数据总线，由接收器发送一个ACK(把数据总线的电平拉低)来表示数据成功接收。 6. 无应答信号NACK 在时钟的第9个脉冲期间发送器释放数据总线，接收器不拉低数据总线表示一个NACK，NACK有两种用途: a. 一般表示接收器未成功接收数据字节； b. 当接收器是主控器时，它收到最后一个字节后，应发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放总线，以便主控接收器发送一个停止信号STOP。 五. 寻址约定 地址的分配方法有两种: 1. 含CPU的智能器件，地址由软件初始化时定义，但不能与其它的器件有冲突； 2. 不含CPU的非智能器件，由厂家在器件内部固化，不可改变。 高7位为地址码，其分为两部分: 1. 高4位属于固定地址不可改变，由厂家固化的统一地址； 2. 低三位为引脚设定地址，可以由外部引脚来设定(并非所有器件都可以设定)；

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。

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。