I2C设备驱动（一）--工作原理

1.协议简介

I2C，inter-IC control。该协议是由Philips公司提出的一种两线式通信方案，有如下特点：
（1）只需要两线，SDA和SCL
（2）连接到总线的设备有唯一地址，master-slave工作模式
（3）multi-master，需要arbitration来确定通信关系
（4）串行，半双工，standard mode最高100kb/s，fast mode最高400kb/s，high spedd mode最高3.4Mb/s
（5）On-chip filtering保护数据的完整性

2. 工作原理

master和slave同时连接在SDA和SCL上，master需根据唯一的slave地址实现与对应设备间的通信



上图是一个实际的原理图，SDA和SCL与VDD间需要连接一个上拉电阻，电路中常见Rp为400k欧，SDA和SCL在非工作状态下都为高电平。



上图是一次I2C transaction的完整时序，需要注意sda在scl为高电平时有效

（1）start, 即起始信号，SCL为高，SDA拉低

（2）stop, 即结束信号，SCL为高，SDA拉高

（3）8-bit transfer，由高到低

（4）ACK，8-bit传输结束，master等待slave拉低SDA进行ack

3. 数据传输

常见的传输方式有如下三种：



（1）数据方向master–>slave



（2）数据方向master<–slave



（3）数据方向可转换，如图所示，Sr之前master–>slave，Sr和Slave Address后数据方向可调换