IIC总线协议和时序

Posted 2020-11-20 xuexizhe

IIC标准速率为100Kbit/s,快速模式400Kbit/s，支持多机通信，支持多主控模块，但是同一时刻只允许有一个主控。由数据线SDA和时钟SCL构成串行总线；每个电路模块都有唯一地址。I2C设备的操作可分为写单个字节存储，写多个字节存储，读单个存储字节和读多个存储字节，操作如下： 

 

a)   总线空闲状态

I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级的场效应管均处于截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。

 

b)   启动信号（start）

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA上的电平被拉低（负跳变），定义为I2C总线的启动信号，它标志着一次数据传输的开始。启动信号是由主控器主动建立的，在建立该信号之前 I2C 总线必须处于空闲状态。

 

c)   停止信号（stop）

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使得SDA返回高电平（即正跳变），称为I2C总线的停止信号，它标志着一次数据传输的终止。停止信号也是由主控器主动建立的，建立该信号之后，I2C总线将返回空闲状态。

d)   数据位传送

在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。进行数据传送时，在SCL呈现高电平期间，SDA上的电平必须保持稳定，低电平为数据0，高电平为数据1。只有在SCL为低电平期间，才允许SDA上的电平改变状态。

 

e)   应答信号（ACK和NACK）

I2C总线上的所有数据都是以8位传送的，发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将 SDA 线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。

如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号。