大家好，今天小白给大家简单介绍一种常用的通信协议，IIC协议，欢迎一起讨论学习。
一. 概述
IIC集成电路总线，该总线由NXP公司设计，多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离近，任意时刻只能有一个主机等。经常IIC和SPI接口被认为指定是一种硬件设备，但其实这样的说法是不尽准确的，严格的说他们都是人们所定义的软硬结合体，分为物理层（四线结构）和协议层（主机，从机，时钟极性，时钟相位）。IIC，SPI的区别不仅在与物理层，IIC比SPI有着一套更为复杂的协议层定义.
接下来从两个方面来分别介绍一下IIC的物理层和协议层。
二. IIC的物理层
a. 两条总线线路：一条是串行数据线SDA，一条是串行时钟线SCL（IIC是半双工，而不是全双工）
b. 每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和其它器件通信，主机/从机角色和地址可配置，主机可以作为主机发送器和主机接收器。
c. IIC是真正的多主机总线，（而这个SPI在每次通信前都需要把主机定死，而IIC可以在通讯过程中，改变主机），如果两个或更多的主机同时请求总线，可以通过冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏。
d. 传输速率在标准模式下可以达到100kb/s,快速模式下可以达到400kb/s。
e. 连接到总线的IC数量只是受到总线的最大负载电容400pf限制。
三. IIC的协议层
1. IIC总线的数据有效性规定：
IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号变为低电平时，数据线上的高低点评状态才允许变化。
2. 起始信号与终止信号
规定：在时钟信号为高电平期间，当数据线状态由高变低，表示一个起始信号。
在时钟信号为低电平期间，当数据线状态由低变高，表示一个终止信号。
注意：起始信号和终止信号都是由主机产生的，在起始信号产生之后，总线就处于被占用状态，在终止信号产生之后，总线就处于空闲状态。
3. 数据传送过程
每当发送端发送完一字节的数据后，发送端会等待一定的时间，等待接收方的应答信号，接收端通过拉低SDA数据线，给发送端发送一个应答信号，以提醒发送端我这边已经接受完成，数据可以继续传输，接下来，发送端就可以继续发送数据了。每一个字节必须保证是8个bit位，数据传送时先传送最高位（MSB），每一个传送的字节后面必须跟一个应答位（即：一帧共9位）
4. 关于总线寻址
主机向从机发送8位数据，这8位数据是在起始信号之后发送的第一个字节，后面的字节都是数据，不再是寻址，除非又重新来一个起始信号。
IIC总线协议有明确规定：采用7位的寻址字节，寻址字节是起始信号之后的第一个字节。
D7~D1位是组成从机的地址，D0位是数据传输的方向位，为“0”表示主机向丛集写数据；为“1”表示主机向从机读数据。
注：主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，若相同，则认为自己正在被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器和接收器。（主机给从机发送第一个字节（总线寻址那个字节），若是读命令，则从机接收到该 命令之后，主动往主机发送数据。）
5. 在总线的一次数据传输中，可以有以下几种组合方式:
a. 主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传递过程中不变：
注：图中有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分表示数据由从机向主机传送，A表示应答，A非表示非应答（高电平），S表示起始信号，P表示终止信号。
b. 主机在第一个字节后，立即从从机读数据(传输方向不变)：
注：图中非阴影部分分别表示：从机给主机的应答信号；从机给主机的数据；（阴影部分A表示：主机给从机的回复； 阴影部分的非A表示：非应答信号）
c. 在传送过程中，当需要改变传递方向时，起始信号和从机地址都被重复一次产生一次，两次读/写方向位正好相反。
6. 几个常用信号的波形
使用过程可以参考高通qapi文档，也可以参考我的另外一篇博客：
https://blog.csdn.net/weixin_38498942/article/details/86002613
四. 总结
本篇主要就IIC的物理层和协议层两个方面进行了简单的介绍，欢迎大家一起讨论学习。