1、I2C總線特征：

只要求兩條總線線路：一條串行數據線SDA 一條串行時鐘線SCL；每個連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機/從機關系軟件設定地址；主機可以作為主機發送器或主機接收器；

它是一個真正的多主機總線如果兩個或更多主機同時初始化數據傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數據被破壞。

2、I2C總線術語的定義

發送器：發送數據到總線的器件；

接收器：從總線接受數據的器件；

主機：初始化發送、產生時鐘信號和終止發送的器件；

從機：被主機尋址的器件；

多主機：同時有多個主機嘗試控制總線，但不破壞報文；

仲裁：是一個在有多個主機同時嘗試控制總線但只允許其中一個控制總線并使報文不被破壞的過程；

同步：兩個或多個器件同步時鐘信號的過程。

3、位傳輸

SDA 線上的數據必須在時鐘的高電平周期保持穩定數據線的高或低電平狀態只有在SCL 線的時鐘信號是低電平時才能改變，如下圖所示：

起始和停止條件：其中一種情況是在SCL 線是高電平時SDA 線從高電平向低電平切換這個情況表示起始條件。

當SCL 是高電平時SDA 線由低電平向高電平切換表示停止條件。如下圖所示：

起始和停止條件一般由主機產生，總線在起始條件后被認為處于忙的狀態，在停止條件的某段時間后總線被認為再次處于空閑狀態。

4、數據傳輸

發送到SDA線上的數據必須是8位，每次傳輸發送的字節數不受限制，每個字節后必須跟一個響應位。

數據傳輸必須帶響應，相關的響應時鐘脈沖由主機產生，在響應的時鐘脈沖期間發送器釋放SDA線。

在響應的時鐘脈沖期間接收器必須將SDA線拉低使它在這個時鐘脈沖的高電平期間保持穩定的低電平。

當從機不能響應從機地址時，例如它正在執行一些實時函數不能接收或發送從機必須使數據線保持高電平，主機然后產生一個停止條件終止傳輸或者產生重復起始條件開始新的傳輸。

5、同步與仲裁

同步：時鐘同步通過線與連接I2C 接口到SCL 線來執行，這就是說SCL 線的高到低切換會使器件開始數它們的低電平周期而且一旦器件的時鐘變低電平它會使SCL 線保持這種狀態直到到達時鐘的高電平。但是如果另一個時鐘仍處于低電平周期這個時鐘的低到高切換不會改變SCL 線的狀態。因此SCL 線被有最長低電平周期的器件保持低電平此時低電平周期短的器件會進入高電平的等待狀態。

同理，當所有器件的低電平周期結束之后，SCL被拉高，那么器件開始數他們的高電平周期，首先完成高電平周期的器件會將SCL拉底。

那么，產生的同步SCL 時鐘的低電平周期由低電平時鐘周期最長的器件決定而高電平周期由高電平時鐘周期最短的器件決定。

時鐘同步圖如下圖所示：

仲裁：主機只能在總線空閑的時侯啟動傳輸兩個或多個主機可能在起始條件的最小持續時間tHD；STA 內產生一個起始條件結果在總線上產生一個規定的起始條件。

當SCL 線是高電平時仲裁在SDA 線發生這樣在其他主機發送低電平時發送高電平的主機將斷開它的數據輸出級因為總線上的電平與它自己的電平不相同。

兩個主機的仲裁過程如下圖所示：