type
status
date
slug
summary
tags
password
category
Property
Feb 1, 2023 03:14 PM
icon
![[10-1] I2C通信协议_哔哩哔哩_bilibili](https://www.notion.so/image/https%3A%2F%2Fwww.bilibili.com%2Ffavicon.ico?table=block&id=71fd4a51-a46c-4635-adf6-29b545dc1ba6&t=71fd4a51-a46c-4635-adf6-29b545dc1ba6)
![[10-1] I2C通信协议_哔哩哔哩_bilibili](https://www.notion.so/image/http%3A%2F%2Fi2.hdslb.com%2Fbfs%2Farchive%2F18c59319bd228746d03e579928a100554727e90e.jpg%40100w_100h_1c.png?table=block&id=71fd4a51-a46c-4635-adf6-29b545dc1ba6&t=71fd4a51-a46c-4635-adf6-29b545dc1ba6)
I2C通信协议
目的：在单片机和外部模块连接少量的几根线，实现单片机读写外部模块寄存器的功能
即使外挂芯片的各种寄存器不在STM32内部，仍然可以通过通信协议，实现读写外挂芯片寄存器的功能，从而完全掌控外挂芯片
不同于串口通信：两根通信线，全双工
异步时序的好处就是省一根时钟线，节省资源，缺点是对时间要求严格，对硬件电路的依赖较严重
同步时序的好处就是对时间要求不严格，对硬件不怎么依赖，缺点是多一根时钟线
- I2C总线（Intel IC BUS)是一种通用数据总线
- 两根通信线：SCL（Serial Clock，串行时钟线，一根时钟线，使用同步时序，降低对硬件的依赖），SDA（Serial Data，串行数据线，一根数据线兼具发送和接收，变全双工为半双工，最大化利用资源）
- 同步，半双工
- 带数据应答
- 支持总线挂载多设备（一主多从，多主多从）
在总线冲突时，I2C协议会进行仲裁，仲裁胜利的一方取得总线控制权，失败的一方自动变回从机
对于SCL，主机拥有SCL的绝对控制权，所以主机的SCL可以配置成推挽输出（实际上也配置为开漏输出模式，因为在多主机模式下会利用到线与），所有从机的SCL都配置成浮空输入或者上拉输入，数据流向是：主机发送，所有从机接收
为了避免SDA没协调好导致一个输出高，一个输出低的电源短路问题，I2C的设计是，禁止所有设备输出强上拉的高电平，只有用上拉电阻来的弱上拉高电平
起始和终止都是主机产生的
（SCL低电平）主机发送-（SCL高电平）从机接收 循环八次
I2C高位先行，串口低位先行
从机的数据变换基本都是贴着SCL下降沿进行，而主机可以在SCL高电平的任意时刻读取
从机设备地址，在I2C协议标准里分为7位和10位地址，每个I2C设备出厂时，厂商都会为它分配一个7位的地址，可在芯片手册中找到，若挂载相同型号，地址最后几位可以由引脚决定
- 指定地址写
- 对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，写入指定数据（Data）
发送的第一个字节是对从机寻址，一般第二个字节可以是寄存器地址或者是指令控制字，第三个字节开始是写入某个地址下寄存器的内容
以上操作在写入一个数据后，地址指针会自动+1，变成0x1A，所以第二个数据就写入到0x1A的位置，从而完成了在指定位置开始，按顺序连续写入多个字节
当前地址读，主机没有指定要读哪个地址，从机返回当前指针指向的寄存器的值
若调用指定地址写的时序，在0x19的位置写入了0xAA，那么指针就会+1，移动到0x1A的位置
前半部分：指定地址写还没来得及写
后半部分：当前地址读
主机给应答，从机继续发，主机给非应答，从机就不会再发了，交出SDA的控制权