借鑒：https://blog.csdn.net/qq_29344757/article/details/76520378
1. 物理層
????????I2C通訊系統(tǒng)接線圖如下：
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????????SCL總線：控制線
? ? ? ? SDA總線：數(shù)據(jù)線
????????(1) 在I2C通訊總線上，可連接多個(gè)I2C通訊設(shè)備，支持多個(gè)通訊主機(jī)和多個(gè)通訊從機(jī)
????????(2) I2C通訊只需要兩條雙向總線：串行數(shù)據(jù)線(SDA)，串行時(shí)鐘線(SCL)。數(shù)據(jù)線用于傳輸數(shù)據(jù)，時(shí)鐘線用于同步數(shù)據(jù)收發(fā)
????????(3) 每個(gè)連接到總線的設(shè)備都有一個(gè)獨(dú)立的地址，主機(jī)正是利用該地址對(duì)設(shè)備進(jìn)行訪問
????????(4) SDA和SCL總線都需要接上上拉電阻，當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線均為高電平。連接到總線上的任意器件輸出低電平都會(huì)將總線信號(hào)拉低。即各器件的SDA和SCL都是線與的關(guān)系
????????(5) 多個(gè)主機(jī)同時(shí)使用總線時(shí)，需要用仲裁方式?jīng)Q定哪個(gè)設(shè)備占用總線，不然數(shù)據(jù)將會(huì)產(chǎn)生沖突
????????(6) 串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbps，快速模式下可達(dá)400kbps，高速模式下可達(dá)3.4Mbps(目前大多數(shù)I2C設(shè)備還不支持高速)
2. 協(xié)議層
????????協(xié)議層規(guī)約了通訊的起始、停止信號(hào)，數(shù)據(jù)有效性、響應(yīng)、沖裁同步、地址廣播等。
????????在SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平轉(zhuǎn)換表是起始信號(hào)
2.1 通訊的起始信號(hào)/結(jié)束信號(hào)
????????在SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平轉(zhuǎn)換表是結(jié)束信號(hào)。
? ??起始/結(jié)束信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，在起始信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于被占用的狀態(tài)；在結(jié)束信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于空閑狀態(tài)。
需要注意的兩點(diǎn)：
????????(1) 接收器件接收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)后，可能需要完成一些其他工作，如處理內(nèi)部接收中斷服務(wù)函數(shù)等，這就無法立即接收下一字節(jié)的數(shù)據(jù)，這時(shí)接收器件可將SCL線拉成低電平，從而使得主機(jī)處于等待狀態(tài)。直至接收器件準(zhǔn)備好接收下一字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)再釋放SCL線使之為高電平。
????????(2) 連接到I2C總線上的器件，若具有I2C總線控制器那么很硬件會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到起始、結(jié)束信號(hào)，而對(duì)于不具備I2C總線控制器的器件(單片機(jī))來說，需要在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)保證對(duì)數(shù)據(jù)線SDA采樣兩次，捕獲是否接收到起始/結(jié)束信號(hào)。
2.2 數(shù)據(jù)傳輸
? ? ? ? （1）通過每個(gè)設(shè)備上的地址，進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的處理。
? ? ? ? ?（2）結(jié)束由主機(jī)發(fā)送信號(hào)，若需要繼續(xù)新的數(shù)據(jù)傳輸，則不產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)，而是發(fā)送起始信號(hào)對(duì)另一從機(jī)地址尋址
? ? ? ? ?（3）寫數(shù)據(jù)方向，主機(jī)-->從機(jī)，數(shù)據(jù)包為8位，等待從機(jī)應(yīng)答信號(hào)（ACK），多字節(jié)，重復(fù)此操作，最后主機(jī)發(fā)送停止信號(hào)結(jié)束。
? ? ? ? ? （4）讀數(shù)據(jù)方向，從機(jī)-->主機(jī)，數(shù)據(jù)包為8位，等待從機(jī)應(yīng)答信號(hào)（ACK），多字節(jié)，重復(fù)此操作，若為NACK，則數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
? ? ? ? ? （5）實(shí)際I2C通訊采用的是讀寫復(fù)合的格式。傳輸過程中主機(jī)需要發(fā)出2次起始信號(hào)：第一次傳輸主機(jī)通過從機(jī)地址找到從機(jī)設(shè)備，發(fā)送一段數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)是從設(shè)備內(nèi)部寄存器或者存儲(chǔ)器地址；第二次傳輸是對(duì)該地址進(jìn)行讀/寫。主機(jī)要讀取從機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)會(huì)釋放對(duì)SDA總線的控制，由從機(jī)控制SDA總線，主機(jī)負(fù)責(zé)接收信號(hào)；主機(jī)要向從機(jī)設(shè)備寫數(shù)據(jù)時(shí)，SDA由主機(jī)控制，從機(jī)負(fù)責(zé)接收信號(hào)。
