解读I2C协议和读写流程

I2C具体包括以下几部分内容
1、I2C协议
包括2条双向串行线,一条数据线SDA,一条时钟线SCL。
SDA传输数据是大端传输,每次传输8bit,即一字节。
支持多主控(multimastering),任何时间点只能有一个主控。
总线上每个设备都有自己的一个addr,共7个bit,广播地址全0.
系统中可能有多个同种芯片,为此addr分为固定部分和可编程部份,细节视芯片而定,看datasheet。

2、I2C位传输
数据传输:SCL为高电平时,SDA线若保持稳定,那么SDA上是在传输数据bit;
若SDA发生跳变,则用来表示一个会话的开始或结束(后面讲)
数据改变:SCL为低电平时,SDA线才能改变传输的bit

3、I2C开始和结束信号
开始信号:SCL=1时,SDA由1->0,开始传送数据。
结束信号:SCL=1时,SDA由0->1,结束传送数据。

4、I2C应答信号
Master每发送完8bit数据后等待Slave的ACK。
即在第9个clock,若从IC发ACK,SDA=0。
若没有ACK,SDA=1,这会引起Master发生RESTART或STOP流程

5、I2C写流程
写寄存器的标准流程为:

  1. Master发起START
  2. Master发送I2C addr(7bit)和w操作0(1bit),等待ACK
  3. Slave发送ACK
  4. Master发送reg addr(8bit),等待ACK
  5. Slave发送ACK
  6. Master发送data(8bit),即要写入寄存器中的数据,等待ACK
  7. Slave发送ACK
  8. 第6步和第7步可以重复多次,即顺序写多个寄存器
  9. Master发起STOP

6、I2C读流程
读寄存器的标准流程为:
10. Master发送I2C addr(7bit)和w操作1(1bit),等待ACK
11. Slave发送ACK
12. Master发送reg addr(8bit),等待ACK
13. Slave发送ACK
14. Master发起START
15. Master发送I2C addr(7bit)和r操作1(1bit),等待ACK
16. Slave发送ACK
17. Slave发送data(8bit),即寄存器里的值
18. Master发送ACK
19. 第8步和第9步可以重复多次,即顺序读多个寄存器
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