I 2 C 也經常拼寫為 I2C，并且（很少）擴展為完整的“內部集成電路”綽號，是飛利浦半導體（現為 NXP）于 1982 年發明的設備到設備通信協議。

從那時起，I2C 一直用于計算設備及其外圍設備之間的通信，并且自 2006 年 10 月 6 日起，它可以免費實施，無需支付任何許可費用。

該系統使用起來非常簡單，只需要兩個或多個設備之間的 SDA（串行數據）和 SCL（串行）時鐘線，以及一個上拉電阻器以保持線路正常高電平。在最基本的用法中，您可能有一個 I2C 設備，例如 Arduino 板，充當主設備（控制器），而單個從設備（外圍設備）設置為在發出請求時發出信號甚至發回數據。

我已經在許多設置中使用此接口進行基本的一對一通信——例如我的JC Pro Macro 計算機輸入設備上的顯示——但實際上大量設備可以使用單個總線來傳遞消息。 該協議包括一個尋址字節，隨后傳輸附加數據。128 個設備通常可以通過 7 個尋址位來訪問，因為第 8 位用于指示是否要啟動讀取或寫入操作。

這是對協議工作原理的非常詳細的介紹，如果您想深入了解，TI 在此處更深入地解釋了詳細信息。通過 i2c-bus.org還可以獲得大量信息。從概念的角度來看，這是一項有趣的技術，但如果您只是想讓事情正常運行，好消息是使用它的許多細節都可以通過預先編寫的庫來處理。

為什么選擇 I2C？

如前所述，I2C 的最大優勢在于其接線簡單，同時仍允許在多個設備之間進行通信。另一種選擇是 SPI，它速度更快，能夠進行一對多傳輸，但需要四根線。RS-232 就其本身而言，甚至比 I2C 更簡單，因為它不需要上拉電阻，但只能進行一對一通信。值得注意的是，許多 I2C 設備已經包含上拉電阻，因此在這種情況下，您甚至不必添加額外的組件。

人們可能還聽說過TWI（雙線接口）和SMBus（系統管理總線）這兩個術語，它們都是 I2C 的子集。I2C 橫幅中還有多種樣式，具有不同的功能，包括 8 位和 10 位尋址方案以及從 100kbit/s 到 3.2Mbit/s 的時鐘速度。好消息是，經過 39 年的開發和標準化，如果你有一個類似 I2C 的設備，并且你把它扔到總線上，它很有可能會工作。在基于 Arduino 的系統的上下文中，傳輸是通過預定義引腳上的Wire 庫處理的，這使得這更加簡單。

Arduino I2C 示例

如上圖所示，JC Pro Macro 2可以在其 I2C 引腳上安裝 OLED 顯示器以獲取用戶反饋，這些引腳從其“Arduino” Pro 微控制器上的引腳 2 （SDA） 和 3 （SCL） 斷開。此處的設置主要是從 Adafruit ssd1306 庫示例中復制/粘貼的。我設計了這個設備，我必須做的一個更改是將第 36 行從 0x3D 更改為 0x3C，因為我使用的 eBay 購買的屏幕地址與Adafruit 銷售的不同。

在研究本文時，我將 Adafruit 示例代碼（地址更改）直接加載到控制我的鍵盤的 Pro Micro 上。沒有任何進一步的修改，它開始在屏幕上顯示 Adafruit 示例。請注意，上面顯示的代碼中的第 35 行不是問題，即使我沒有連接復位引腳。不管是不是這個結果，在開發板重置后似乎確實需要一段時間才能重新開始工作，但這通常不是什么大問題。如前所述，如果您的地址正確，一切似乎都可以正常工作。

I2C 掃描儀：輕松獲取正確的 I2C 地址

如果您沒有正確的地址，一切都不會丟失，并且您不必在在線論壇上閑逛和/或猜測。使用這款 Arduino I2C 掃描儀實際上很容易找到。要安裝，只需在 Arduino IDE 庫管理器中搜索i2c 掃描儀。將執行示例代碼加載到您的開發板上并打開您的串行監視器。如果您有任何 I2C 設備連接到您的 Arduino，它們的地址將通過串行監視器顯示。這是一個肯定可以節省大量挫敗感的工具！

可以用了！

雖然這個簡短的概述應該讓您開始您的 I2C 之旅，但仍有大量的設備和技術可供探索。I2C 是一種在設備與設備之間以合理速度進行通信的好方法，適用于許多應用程序，同時使用最少的 GPIO 引腳。

審核編輯：郭婷