IIC通讯协议

简介

IIC总线是一种串行，半双工总线。主要用于近距离，低速的芯片之间的通信；IIC总线有两根双向的信号线，一根数据线SDA用于收发数据，一根时钟线SCL用于通信双方时钟的同步；IIC总线硬件结构简单，成本较低，因此应用广泛。

IIC总线是一种多主机总线，连接在IIC总线上的器件分为主机和从机。主机有权发起和结束一次通信，而从机只能被主机呼叫；当总线上有多个主机同时启用总线时，IIC也具备冲突检测和仲裁功能来防止错误产生。每个连接到IIC总线上的器件都有一个唯一的地址，且每个器件都可以作为主机(同一时刻只能有一个主机)，总线上的器件增加和减少不影响其它器件正常工作；IIC总线在通讯时总线上发送数据的器件为发送器，接收数据的器件为接收器：

通信过程

1. 主机发送起始信号启用总线；
2. 主机发送一个字节数据指明从机地址(1-7位数据)和后续字节的传送方向(0:主机->从机，1:从机->主机)；
3. 被寻址的从机发送应答信号回应主机；
4. 发送器发送一个字节数据；
5. 接收器发送应答信号回应发送器；
6. …(重复4，5)；
7. 通信完成后主机发送停止信号释放总线；

起始信号和停止信号

IIC的SDA和SCL在空闲时，都处于高电平状态；

• SCL为高电平时，SDA由高变低表示起始信号；
• SCL为高电平时，SDA由低变高表示停止信号；
• 起始信号和停止信号都是由主机发出，起始信号产生后总线处于占用状态，停止信号产生后总线处于空闲状态；

发送数据与信号同步

IIC总线在传输数据时，时钟线SCL为低电平时，发送器向数据线发送一位数据，数据线发送完毕后，将SCL置为高电平，此时发送器不允许改变SDA，接收器从SDA上读取一位数据；

典型时序

• 主机向从机发送数据

• 从机向主机发送数据

• 主机先向从机发送数据，然后从机再向主机发送数据

从图中可以看到，当想要改变数据传输方向的时候，忽略当前需要发送的停止信号，直接发送起始信号，这样也是为了避免被其它主机抢占总线。

注：阴影部分表示数据又主机向从机发送，无阴影部分则表示数据由从机向主机传送，A表示应答，A非表示非应答，S表示起始信号，P表示终止信号。