简述i2c的基本工作原理

I2C总线原理

I2C即Inter IC，由Philips公司开发，是当今电子设计中应用非常广泛的串行总线之一，主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。

I2C总线只有两根线，SCL和SDA，SCL即Serial Clock，串行参考时钟，

SDA即Serial Data，串行数据。

?I2C总线的速率能达到多少？ 标准模式下：100Kbps 快速模式下：400Kbps 高速模式下：3.4Mbps I2C总线结构如下图所示：

如上图所示，I2C是OC或OD输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据I2C总线上所挂器件数量及I2C总线的速率有关，一般是标准模式下R选择10kohm，快速模式下R选取1kohm，I2C总线上挂的I2C器件越多，就要求I2C的驱动能力越强，R的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取4.7kohm上拉电阻，然后在调试的时候根据实测的I2C波形再调整R的值。

?I2C总线上最多能挂多少个I2C器件？

I2C总线上允许挂接I2C器件的数量由两个条件决定：

1).I2C从设

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I2C总线协议及工作原理

一、概述

1、I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

SCL：上升沿将数据输入到每个EEPROM器件中；下降沿驱动EEPROM器件输出数据。(边沿触发)

SDA：双向数据线，为OD门，与其它任意数量的OD与OC门成"线与"关系。

I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平（SDL=1;SCL=1）。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。

2、主设备与从设备

系统中的所有外围器件都具有一个7位的"从器件专用地址码"，其中高4位为器件类型，由生产厂家制定，低3位为器件引脚定义地址，由使用者定义。主控器件通过地址码建立多机通信的机制，因此I2C总线省去了外围器件的片选线，这样无论总线上挂接多少个器件，其系统仍然为简约的二线结构。终端挂载在总线上，有主端和从端之分，主端必须是带有CPU的逻辑模块，在同一总线上同一时刻使能有一个主端，可以有多个从端，从端的数量受地址空间和总线的最大电容400pF的限制。

主端主要用来驱动SCL line；

从设备对主设备产生响应；

二者都可以传输数据，但是从设备不能发起传输，且传输是受到主设备控

I2C总线的结构与工作原理

2.1概述

2.1.1 I2C总线在单片机应用系统设计中的意义

现代消费类产品、通讯类产品、仪器仪表、工业测控系统中，逐渐形成了以一个或 多个单片机组成的智能系统，这些系统硬件结构都有相似之处：

1.单片机电路已日趋简单化和标准化。通常是由单片机（MICROCONTROLLER）、程序存储器（EPROM）、数据存储器（SRAM）构成的三片体系，或采用有在片程序存储器的单片机与数据存储器构成的二片体系，以及单片机与通用外围接口器件（PSD）构成的最简单体系。

2. 都有一些外围通用电路，如EEPROM、I/O口、A/D、D/A、日历时钟等外围器件和键盘、LED/LCD显示器、打印机接口等外围设备模块等。

3.面对系统特殊应用的一些电路，如无线电、电视、音像系统中的数字协调、编码、解码、图象处理、频率合成、音调控制、立体声处理等。

在上述的一些电路中，除与单片机直接相关的程序存储器、并行扩展的数据存储器外，单片机对许多外围电路之间主要是实现控制功能，而且许多外设并不要求很高的数据传送速度。为了简化系统，提高系统的可靠性，缩短产品开发周期，增加硬件结构的灵活性，Philips公司推出了一种高效、可靠、方便的串行扩展总

I2C总线的结构与工作原理

2.1概述

2.1.1 I2C总线在单片机应用系统设计中的意义

现代消费类产品、通讯类产品、仪器仪表、工业测控系统中，逐渐形成了以一个或 多个单片机组成的智能系统，这些系统硬件结构都有相似之处：

1.单片机电路已日趋简单化和标准化。通常是由单片机（MICROCONTROLLER）、程序存储器（EPROM）、数据存储器（SRAM）构成的三片体系，或采用有在片程序存储器的单片机与数据存储器构成的二片体系，以及单片机与通用外围接口器件（PSD）构成的最简单体系。

2. 都有一些外围通用电路，如EEPROM、I/O口、A/D、D/A、日历时钟等外围器件和键盘、LED/LCD显示器、打印机接口等外围设备模块等。

3.面对系统特殊应用的一些电路，如无线电、电视、音像系统中的数字协调、编码、解码、图象处理、频率合成、音调控制、立体声处理等。

在上述的一些电路中，除与单片机直接相关的程序存储器、并行扩展的数据存储器外，单片机对许多外围电路之间主要是实现控制功能，而且许多外设并不要求很高的数据传送速度。为了简化系统，提高系统的可靠性，缩短产品开发周期，增加硬件结构的灵活性，Philips公司推出了一种高效、可靠、方便的串行扩展总

I2C总线协议及工作原理

一、概述

1、I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

SCL：上升沿将数据输入到每个EEPROM器件中；下降沿驱动EEPROM器件输出数据。(边沿触发)

SDA：双向数据线，为OD门，与其它任意数量的OD与OC门成"线与"关系。

I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平（SDL=1;SCL=1）。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。

2、主设备与从设备

系统中的所有外围器件都具有一个7位的"从器件专用地址码"，其中高4位为器件类型，由生产厂家制定，低3位为器件引脚定义地址，由使用者定义。主控器件通过地址码建立多机通信的机制，因此I2C总线省去了外围器件的片选线，这样无论总线上挂接多少个器件，其系统仍然为简约的二线结构。终端挂载在总线上，有主端和从端之分，主端必须是带有CPU的逻辑模块，在同一总线上同一时刻使能有一个主端，可以有多个从端，从端的数量受地址空间和总线的最大电容 400pF的限制。

主端主要用来驱动SCL line；

从设备对主设备产生响应；

二者都可以传输数据，但是从设备不能发起传输，且传输是受到主设备控制的

I2C简述

I2C是飞利浦半导体公式开发的一种两线式串行总线，用于连接微控制器和外围总线，其主要特点是引脚少，总线连接简单，结构紧凑，总线上增加器件不影响系统正常工作，系统修改和可扩展性好。 I2C模块的特点： 一. I2C协议技术性能:

工作速率有100K和400K及高速模式3.4Mb/s； 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. I2C协议基本工作原理:

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:

I2C总线接口

S3C44B0X I2C总线概述

I2C是一种双向两线制的串行数据传输标准总线。S3C44B0X RISC微处理器支持多主I2C串行接口。专用串行数据线SDA和串行时钟线SCL在总线控制器和外围设备之间传送信息，它们都连在I2C总线上。SDA和SCL线都是双向的。

在多主I2C模式下，多个S3C44B0X RISC微处理器可以从设备接收数据或传送数据到设备。启动数据传送给I2C总线的主设备也负责终止数据的传送。S3C44B0X中的I2C总线使用了标准的优先级仲裁过程。

为了控制多主I2C操作，必须为以下寄存器赋值：多主I2C控制寄存器（IICCON）、多22主IC控制/状态寄存器（IICSTAT）、多主IC Tx/Rx数据移位寄存器（IICDS）和多主I2C地址寄存器（IICADD）。

当I2C空闲时，SDA和SCL线都处于高电平。SDA由高电平到低电平的转变能够产生启动条件；当SCL在高电平保持稳定时，SDA由低电平到高电平的转变能够产生停止条件。

启动和停止条件一般由主设备产生。启动条件产生后，被放到总线上的第一个数据字节的7位地址值能够决定总线主设备所选择的从设备，第8位决定了传送的方向（读或写）。

放到SDA线上的每一

I2C读写流程

I2C数据通信是由数据线(SDA)和一根时钟线(SCL)组成 先对I2C初始化：主模式、中断向量IRQ中断、总线速率 数据读写流程：

1、 主设备发出开始信号(Start)：

开始信号(Start)：时钟线(SCL)为高电平期间，数据线(SDA)由高变低，即为一个开始信号。

2、主设备发出1字节的从设备地址信息，其中最低位为读写控制码(0为写，1为读)，高7

位为从机器地址码。

如AT24C256地址： 1 0 1 0 0 A1 A0 R/W

时钟IC：M41T81 1 1 0 1 0 0 0 R/W 3、 从设备发出认可信号：

应答信号(Ack)：即认可信号，分为两种情况：(a)、主设备在写从设备时，每正确写完1字节数据，从设备将在下一个时钟周期把数据线(SDA)拉低，即为一个应答信号。(b)、主设备在读从设备时，每正确读完1字节数据，主设备将在下一个时钟周期把数据线(SDA)拉低，即为一个应答信号。注：在读从设备时，主设备在最后一个字节数据接收完毕以后不发出应答信号，而是直接发出结束信号。

4、 主设备开始对从设备进行读写操作。如果是读操作，则每读取1字节，主设备会发送一个应答

信号(Ack)给从设备，如果是写操

SPI/I2C总线

虽然现实世界中的信号都是模拟信号，但是越来越多的模拟IC产品通过数字接口实现通讯。微处理器通过几条总线控制周边的设备，比如：模/数转换器（ADC），数/模转换器（DAC），智能电池，端口扩展，EEPROM以及温度传感器。

与数据的平行传输接口不同，串行数据通过两条、三条或者四条数据/时钟总线连续地传输比特数据。虽然并行的总线具有传输速度快的特点，但是串行总线具有使用较少的控制和数据线的优点。2线和3线的总线在大多数微处理器上应用于收发数据。

串行接口在提供串行时钟的主设备和从设备/周边设备之间的进行通讯。串行接口有三种：三线、二线和单线。本文着眼于二线和三线的串行接口。

三线的接口包括：片选线（CS或SS）、时钟线（SCLK）和数据输入/主设备输出线（DIN或MOSI）。三线接口有时也包括一条数据输出/主设备输入线（DOUT或MISO）。包含DOUT线的三线接口有时也叫做四线接口。为了叙述的简便，本文将三线接口和四线接口统称为三线接口。二线接口包括一条数据线（SDA或SMBDATA）和一条时钟线（SCL或SMBCLK）。

串行外设接口（SPI），队列串行外设接口（QSPI）和MicroWire（或MicroWire/Plu

I2C驱动

一、 协议......................................................................................................................................... 2

基本概念 ................................................................................................................................... 2 主机发送数据流程 ................................................................................................................... 2 二、iomux ........................................................................................................