今天我們來一起聊聊I2C(Inter-Integrated Circuit，內建電路總線) ；
首先抛出一個問題吧！
我們已經有了及其友善的UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)資料通信協定了，為什麼還要有I2C、SPI這些協定呢？
本文對I2C進行一個簡單的知識普及；
I2C(Inter-Integrated Circuit，內建電路總線)：I2C總線是由Philips公司開發的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它隻需要兩根線即可在連接配接于總線上的器件之間傳送資訊。
他擁有2根線：SDA（串行資料線）和SCL（串行時鐘線）；
SDA（串行資料線）和SCL（串行時鐘線）都是雙向I/O線，接口電路為開漏輸出．需通過上拉電阻接電源VCC．當總線空閑時．兩根線都是高電平，連接配接總線的外同器件都是CMOS器件，輸出級也是開漏電路．在總線上消耗的電流很小，是以，總線上擴充的器件數量主要由電容負載來決定，因為每個器件的總線接口都有一定的等效電容．而線路中電容會影響總線傳輸速度．當電容過大時，有可能造成傳輸錯誤．是以，其負載能力為400pF，是以可以估算出總線允許長度和所接器件數量。
一般CPU都是自帶I2C總線功能，是以在硬體角度使用起來是非常簡單的；
I2C總線隻需要一根資料線和一根時鐘線兩根線，總線接口已經內建在晶片内部，不需要特殊的接口電路，而且片上接口電路的濾波器可以濾去總線資料上的毛刺．是以I2C總線簡化了硬體電路PCB布線，降低了系統成本，提高了系統可靠性。因為12C晶片除了這兩根線和少量中斷線，與系統再沒有連接配接的線，使用者常用IC可以很容易形成标準化和子產品化，便于重複利用。
下圖為335X，一個CORTEX-A8的ARM；帶有3路的I2C，總線接口已經內建在晶片内部，不需要特殊的接口電路；
使用指南
直接從CPU中引出的I2C的兩條線（SDA和SCL）分别經過一個上拉電阻後直接用在一個256K*8的EEPROM中去；
I2C相對于其他的協定來說，還有一個優點就是：
I2C總線是雙向、兩線(SCL、SDA)、串行、多主要（multi-master）接口标準，具有總線仲裁機制，非常适合在器件之間進行近距離、非經常性的資料通信。在它的協定體系中，傳輸資料時都會帶上目的裝置的裝置位址，是以可以實作裝置組網。
它支援多主要(multimastering)，其中任何能夠進行發送和接收的裝置都可以成為主總線。一個主要能夠控制信号的傳輸和時鐘頻率。當然，在任何時間點上隻能有一個主要。
另附一個I2C時序圖
1、總線空閑狀态 ：
因為I2C總線的兩條信号線，均有一個上拉電阻把電平拉高；預設狀态下是一個高電平，是以I2C總線總線的SDA和SCL兩條信号線同時處于高電平時，規定為總線的空閑狀态。此時各個器件的輸出級場效應管均處在截止狀态，即釋放總線。
2、啟動信号
在時鐘線SCL保持高電平期間，資料線SDA上的電平被拉低（即負跳變），定義為I2C總線總線的啟動信号，它标志着一次資料傳輸的開始。啟動信号是一種電平跳變時序信号，而不是一個電平信号。啟動信号是由主要器主動建立的，在建立該信号之前I2C總線必須處于空閑狀态。
3、重新開機動信号
在主要器控制總線期間完成了一次資料通信（發送或接收）之後，如果想繼續占用總線再進行一次資料通信（發送或接收），而又不釋放總線，就需要利用重新開機動Sr信号時序。重新開機動信号Sr既作為前一次資料傳輸的結束，又作為後一次資料傳輸的開始。利用重新開機動信号的優點是，在前後兩次通信之間主要器不需要釋放總線，這樣就不會丢失總線的控制權，即不讓其他主器件節點搶占總線。
4、停止信号
在時鐘線SCL保持高電平期間，資料線SDA被釋放，使得SDA傳回高電平（即正跳變），稱為I2C總線的停止信号，它标志着一次資料傳輸的終止。停止信号也是一種電平跳變時序信号，而不是一個電平信号，停止信号也是由主要器主動建立的，建立該信号之後，I2C總線将傳回空閑狀态。
5、資料傳輸狀态
在出現啟動狀态後，時鐘線是規律的周期。在SCL為高電平的時候，SDA的資料為傳輸的資料，每個資料占用一個時鐘脈沖，如果資料需要變化，則需要在SCL的低電平器件完成變化。
附：總線競争的仲裁
總線上可能挂接有多個器件，有時會發生兩個或多個主器件同時想占用總線的情況，這種情況叫做總線競争。I2C總線具有多主要能力，可以對發生在SDA線上的總線競争進行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當多個主器件同時想占用總線時，如果某個主器件發送高電平，而另一個主器件發送低電平，則發送電平與此時SDA總線電平不符的那個器件将自動關閉其輸出級。總線競争的仲裁是在兩個層次上進行的。首先是位址位的比較，如果主器件尋址同一個從器件，則進入資料位的比較，進而確定了競争仲裁的可靠性。由于是利用I2C總線上的資訊進行仲裁，是以不會造成資訊的丢失。
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