I2C總線是由荷蘭皇家飛利浦Philips公司(現(xiàn)恩智浦NXP半導(dǎo)體)開發(fā)的一種簡單的雙向兩線制總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

1953年，荷蘭皇家飛利浦公司半導(dǎo)體事業(yè)部成立；

2006年，該業(yè)務(wù)部門從飛利浦拆分成立NXP Semiconductors-恩智浦半導(dǎo)體。NXP這個(gè)名字來自 “新的體驗(yàn)”Next Experience；

2010年，恩智浦在美國納斯達(dá)克上市；

2015年，恩智浦收購了由摩托羅拉創(chuàng)立的飛思卡爾半導(dǎo)體，成為全球前十大非存儲類半導(dǎo)體公司，及全球最大的汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商（Strategy Analytics);

2019年，恩智浦以17.6億美金收購Marvell公司的WiFi和藍(lán)牙連接業(yè)務(wù)資產(chǎn);

回到主題，詳解I2C接口協(xié)議：

START?and STOP

START and STOP conditions由主機(jī)產(chǎn)生，具體參加下圖：
? START：SCL為高期間，SDA由高->低； STOP ?：SCL為高期間，SDA由低->高；

Data validity

SCL為高期間，SDA必須保持穩(wěn)定；SDA僅在SCL為低期間發(fā)生變化；

Byte傳輸、ACK應(yīng)答

信號傳輸以Byte為單位，每個(gè)字節(jié)后都由1bit的應(yīng)答信號。

MSB先發(fā)，LSB最后（I2C/SPI都是MSB先發(fā)，而UART是LSB先發(fā)）。

當(dāng)Slave正處理其內(nèi)部中斷而無法接收I2C Master數(shù)據(jù)時(shí)，Slave可拉低SCL以使得Master進(jìn)入等待狀態(tài)。

寫操作時(shí)，應(yīng)答信號由從機(jī)產(chǎn)生； 讀操作時(shí)，應(yīng)答信號由主機(jī)產(chǎn)生； ? 有時(shí)候，讀寫并不能收到應(yīng)答信號：有以下五種情況 ?

I2C總線上沒有主機(jī)所指定地址的從機(jī)設(shè)備；

從機(jī)正執(zhí)行一些real-time function，還沒準(zhǔn)備好與主機(jī)通訊；

主機(jī)發(fā)送的一些控制命令，從機(jī)不支持；

從機(jī)緩存滿，不能再接收新的數(shù)據(jù)；

主機(jī)接收從機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)產(chǎn)生非應(yīng)答信號，通知從機(jī)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，不要再發(fā)數(shù)據(jù)了；

Slave Address、R/W bit

Start信號之后，Master發(fā)送7bit的Slave地址，緊接著是1bit的讀寫控制信號，“0”寫，“1”讀。也有10bit Slave地址的Device，下文講解。

通常以主機(jī)發(fā)送Stop信號結(jié)束傳輸，若Master想繼續(xù)傳輸，可以不用產(chǎn)生Stop，直接再次產(chǎn)生Start信號然后發(fā)送另一個(gè)Slave Device地址并進(jìn)行通信。
?

I2C寫時(shí)序

向指定寄存器地址寫入指定數(shù)據(jù)操作時(shí)序：

I2C讀時(shí)序

從指定寄存器地址讀取數(shù)據(jù)操作時(shí)序：注意，讀數(shù)據(jù)時(shí)有兩次起始信號。

? ? 10bit Slave Address

上文描述的Slave Address都是7bit的，為什么要用10bit地址，當(dāng)然是為了拓展支持可能的設(shè)備數(shù)，目前10bit地址設(shè)備尚未廣泛使用。

那Slave Address是10bit的話又如何通信？

如下圖，將10bit地址分拆成2bit、8bit進(jìn)行兩次傳輸即可。注意11110xx是Reserve address，后面2bit的xx是10bit地址的最高2bit。

10位地址寫時(shí)序：

10位地址讀時(shí)序：

?

I2C保留字節(jié)

I2C Start起始位之后的第一個(gè)字節(jié)，除了廠商指定的設(shè)備地址外，還有一些保留字節(jié)，主要有兩組0000 xxx和1111 xxx：上述的10位地址模式，就是使用到了最后一種保留字節(jié)。

審核編輯：黃飛

?