学MPU6050之终极棒棒瓶颈，忘了学I2C部分，导致后期有些代码看不懂。其中据说软件模拟I2C比硬件I2C好使，所以特此来学习一下。P话不多说，开始学习。

I2C协议简介

I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、 CAN等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

物理层特点：

• 它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个I2C通讯总线中，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。
• 一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线 (SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。
• 每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。寻址机制。

线与特性
• 总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。**高阻态=1，接地=0。**为了防止其他设备干扰。
• 多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。

• 具有三种传输模式（时钟线频率）：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ，高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高
速模式。
• 连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。

协议层特点：

I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。
1.I2C基本读写过程
主机由从机中读写数据：

通讯复合格式*：

先写，后读 W->R
DATA1:要读取的存储器地址
DATA2:从机寄存器地址内容

2.通讯的起始和停止信号

• 当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。
• 当 SCL 是高电平时 SDA 线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。
• 起始和停止信号一般由主机产生。

3.数据有效性
I2C使用SDA信号线来传输数据，使用SCL信号线进行数据同步。SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。

• SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。
• 当SCL为低电平时， SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。

4.地址及数据方向
• I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。设备地址可以是7位或10位。
• 紧跟设备地址的一个数据位R/W用来表示数据传输方向， 数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。

譬如： 从机地址为 0x78 1111000
MSB + 1 设备的 读地址 0xf1
MSB + 0 设备的 写地址 0xf0
去构成一个字节
故：自己要去区分到底是7位还是8位地址

5.响应
I2C的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。
传输时主机产生时钟，在第9个时钟时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA，若SDA为高电平，表示非应答信号(NACK)，低电平表示应答信号(ACK)。
应答信号不一定由从机产生，读取数据的时候，主机产生应答信号。