工作過程

　　總線上的所有通信都是由主控器引發(fā)的。在一次通信中，主控器與被控器總是在扮演著兩種不同的角色。

　　1.主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù) 主設(shè)備發(fā)送起始位，這會通知總線上的所有設(shè)備傳輸開始了，接下來主機發(fā)送設(shè)備地址，與這一地址匹配的slave將繼續(xù)這一傳輸過程，而其它slave將會忽略接下來的傳輸并等待下一次傳輸?shù)拈_始。主設(shè)備尋址到從設(shè)備后，發(fā)送它所要讀取或?qū)懭氲膹脑O(shè)備的內(nèi)部寄存器地址； 之后，發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，發(fā)送停止位。（這段看不懂就別看了，沒什么用）

　　寫入過程如下： 發(fā)送起始位

　　1）發(fā)送從設(shè)備的地址和讀/寫選擇位；釋放總線，等到EEPROM拉低總線進行應(yīng)答；如果EEPROM接收成功，則進行應(yīng)答；若沒有握手成功或者發(fā)送的數(shù)據(jù)錯誤時EEPROM不產(chǎn)生應(yīng)答，此時要求重發(fā)或者終止。

　　2）發(fā)送想要寫入的內(nèi)部寄存器地址；EEPROM對其發(fā)出應(yīng)答； 3）發(fā)送數(shù)據(jù) 4）發(fā)送停止位。

　　5）EEPROM收到停止信號后，進入到一個內(nèi)部的寫入周期，大概需要10ms，此間任何操作都不會被EEPROM響應(yīng)

　　詳細：

　　需要說明的是：①主控器通過發(fā)送地址碼與對應(yīng)的被控器建立了通信關(guān)系，而掛接在總線上的其它被控器雖然同時也收到了地址碼，但因為與其自身的地址不相符合，因此提前退出與主控器的通信；

　　2.主控器讀取數(shù)據(jù)的過程：

　　讀的過程比較復(fù)雜，在從slave讀出數(shù)據(jù)前，你必須先要告訴它哪個內(nèi)部寄存器是你想要讀取的，因此必須先對其進行寫入（dummy write）： 1）發(fā)送起始位；

　　2）發(fā)送slave地址+write bit set； 3）發(fā)送內(nèi)部寄存器地址；

　　4）重新發(fā)送起始位，即restart； 5）重新發(fā)送slave地址+read bit set； 6）讀取數(shù)據(jù)

　　主機接收器在接收到最后一個字節(jié)后，也不會發(fā)出ACK信號。于是，從機發(fā)送器釋放 SDA線，以允許主機發(fā)出P信號結(jié)束傳輸。 7）發(fā)送停止位

　　詳細：

　　2、數(shù)據(jù)傳送格式 （1）字節(jié)傳送與應(yīng)答

　　每一個字節(jié)必須保證是8位長度。數(shù)據(jù)傳送時，先傳送最高位（MSB），每一個被傳送的字節(jié)后面都必須跟隨一位應(yīng)答位（即一幀共有9位）。

　　由于某種原因從機不對主機尋址信號應(yīng)答時（如從機正在進行實時性的處理工作而無法

　　接收總線上的數(shù)據(jù)），它必須將數(shù)據(jù)線置于高電平，而由主機產(chǎn)生一個終止信號以結(jié)束總線的數(shù)據(jù)傳送。

　　如果從機對主機進行了應(yīng)答，但在數(shù)據(jù)傳送一段時間后無法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)時，從機可以通過對無法接收的第一個數(shù)據(jù)字節(jié)的“非應(yīng)答”通知主機，主機則應(yīng)發(fā)出終止信號以結(jié)束數(shù)據(jù)的繼續(xù)傳送。

　　當主機接收數(shù)據(jù)時，它收到最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，必須向從機發(fā)出一個結(jié)束傳送的信號。這個信號是由對從機的“非應(yīng)答”來實現(xiàn)的。然后，從機釋放SDA線，以允許主機產(chǎn)生終止信號。

　　（2）數(shù)據(jù)幀格式

　　I2C總線上傳送的數(shù)據(jù)信號是廣義的，既包括地址信號，又包括真正的數(shù)據(jù)信號。 在起始信號后必須傳送一個從機的地址（7位），第8位是數(shù)據(jù)的傳送方向位（R/），用“0”表示主機發(fā)送數(shù)據(jù)（T），“1”表示主機接收數(shù)據(jù)（R）。每次數(shù)據(jù)傳送總是由主機產(chǎn)生的終止信號結(jié)束。但是，若主機希望繼續(xù)占用總線進行新的數(shù)據(jù)傳送，則可以不產(chǎn)生終止信號，馬上再次發(fā)出起始信號對另一從機進行尋址。

　　在總線的一次數(shù)據(jù)傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：

　　a、主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向在整個傳送過程中不變：

　　注：有陰影部分表示數(shù)據(jù)由主機向從機傳送，無陰影部分則表示數(shù)據(jù)由從機向主機傳送。 A表示應(yīng)答， 表示非應(yīng)答（高電平）。S表示起始信號，P表示終止信號。

　　b、主機在第一個字節(jié)后，立即由從機讀數(shù)據(jù)

　　c、在傳送過程中，當需要改變傳送方向時，起始信號和從機地址都被重復(fù)產(chǎn)生一次，但兩次讀/寫方向位正好反相。

　　6、總線的尋址

　　I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采用7位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號后的第一個字節(jié)）。

　?。?）尋址字節(jié)的位定義

　　D7～D1位組成從機的地址。D0位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為“0”時表示主機向從機寫數(shù)據(jù)，為“1”時表示主機由從機讀數(shù)據(jù)。

　　主機發(fā)送地址時，總線上的每個從機都將這7位地址碼與自己的地址進行比較，如果相同，

　　則認為自己正被主機尋址，根據(jù)R/位將自己確定為發(fā)送器或接收器。 從機的地址由固定部分和可編程部分組成。在一個系統(tǒng)中可能希望接入多個相同的從機，從機地址中可編程部分決定了可接入總線該類器件的最大數(shù)目。如一個從機的7位尋址位有4位是固定位，3位是可編程位，這時僅能尋址8個同樣的器件，即可以有8個同樣的器件接入到該I2C總線系統(tǒng)中。

　?。?）尋址字節(jié)中的特殊地址

　　固定地址編號0000和1111已被保留作為特殊用途。

　　起始信號后的第一字節(jié)的8位為“0000 0000”時，稱為通用呼叫地址。通用呼叫地址的用意在第二字節(jié)中加以說明。格式為：

　　第二字節(jié)為 06H（0110）時，所有能響應(yīng)通用呼叫地址的從機器件復(fù)位，并由硬件裝入從機地址的可編程部分。能響應(yīng)命令的從機器件復(fù)位時不拉低SDA和SCL線，以免堵塞總線。

　　第二字節(jié)為 04H（0100）時，所有能響應(yīng)通用呼叫地址并通過硬件來定義其可編程地址的從機器件將鎖定地址中的可編程位，但不進行復(fù)位。

　　如果第二字節(jié)的方向位B為“1”，則這兩個字節(jié)命令稱為硬件通用呼叫命令。 在這第二字節(jié)的高7位說明自己的地址。接在總線上的智能器件，如單片機或其他微處理器能識別這個地址，并與之傳送數(shù)據(jù)。硬件主器件作為從機使用時，也用這個地址作為從機地址。格式為：

　　在系統(tǒng)中另一種選擇可能是系統(tǒng)復(fù)位時硬件主機器件工作在從機接收器方式，這時由系統(tǒng)中的主機先告訴硬件主機器件數(shù)據(jù)應(yīng)送往的從機器件地址，當硬件主機器件要發(fā)送數(shù)據(jù)時就可以直接向指定從機器件發(fā)送數(shù)據(jù)了。

　?。?）起始字節(jié)

　　起始字節(jié)是提供給沒有I2C總線接口的單片機查詢I2C總線時使用的特殊字節(jié)。 不具備I2C總線接口的單片機，則必須通過軟件不斷地檢測總線，以便及時地響應(yīng)總線的請求。單片機的速度與硬件接口器件的速度就出現(xiàn)了較大的差別，為此，I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送要由一個較長的起始過程加以引導(dǎo)。

　　引導(dǎo)過程由起始信號、起始字節(jié)、應(yīng)答位、重復(fù)起始信號（Sr）組成。

　　請求訪問總線的主機發(fā)出起始信號后，發(fā)送起始字節(jié)（0000 0001），另一個單片機可以用一個比較低的速率采樣SDA線，直到檢測到起始字節(jié)中的7個“0”中的一個為止。在檢測到SDA線上的高電平后，單片機就可以用較高的采樣速率，以便尋找作為同步信號使用的第二個起始信號Sr。

　　在起始信號后的應(yīng)答時鐘脈沖僅僅是為了和總線所使用的格式一致，并不要求器件在這個脈沖期間作應(yīng)答。

　　總線數(shù)據(jù)傳送的模擬