I2C總線是由荷蘭皇家飛利浦Philips公司(現恩智浦NXP半導體)開發的一種簡單的雙向兩線制總線協議標準。

1953年，荷蘭皇家飛利浦公司半導體事業部成立；

2006年，該業務部門從飛利浦拆分成立NXP Semiconductors-恩智浦半導體。NXP這個名字來自 “新的體驗”Next Experience；

2010年，恩智浦在美國納斯達克上市；

2015年，恩智浦收購了由摩托羅拉創立的飛思卡爾半導體，成為全球前十大非存儲類半導體公司，及全球最大的汽車半導體供應商（Strategy Analytics);

2019年，恩智浦以17.6億美金收購Marvell公司的WiFi和藍牙連接業務資產;

回到主題，詳解I2C接口協議：

START?and STOP

START and STOP conditions由主機產生，具體參加下圖：
? START：SCL為高期間，SDA由高->低； STOP ?：SCL為高期間，SDA由低->高；

Data validity

SCL為高期間，SDA必須保持穩定；SDA僅在SCL為低期間發生變化；

Byte傳輸、ACK應答

信號傳輸以Byte為單位，每個字節后都由1bit的應答信號。

MSB先發，LSB最后（I2C/SPI都是MSB先發，而UART是LSB先發）。

當Slave正處理其內部中斷而無法接收I2C Master數據時，Slave可拉低SCL以使得Master進入等待狀態。

寫操作時，應答信號由從機產生； 讀操作時，應答信號由主機產生； ? 有時候，讀寫并不能收到應答信號：有以下五種情況 ?

I2C總線上沒有主機所指定地址的從機設備；

從機正執行一些real-time function，還沒準備好與主機通訊；

主機發送的一些控制命令，從機不支持；

從機緩存滿，不能再接收新的數據；

主機接收從機數據時，主機產生非應答信號，通知從機數據傳輸結束，不要再發數據了；

Slave Address、R/W bit

Start信號之后，Master發送7bit的Slave地址，緊接著是1bit的讀寫控制信號，“0”寫，“1”讀。也有10bit Slave地址的Device，下文講解。

通常以主機發送Stop信號結束傳輸，若Master想繼續傳輸，可以不用產生Stop，直接再次產生Start信號然后發送另一個Slave Device地址并進行通信。
?

I2C寫時序

向指定寄存器地址寫入指定數據操作時序：

I2C讀時序

從指定寄存器地址讀取數據操作時序：注意，讀數據時有兩次起始信號。

? ? 10bit Slave Address

上文描述的Slave Address都是7bit的，為什么要用10bit地址，當然是為了拓展支持可能的設備數，目前10bit地址設備尚未廣泛使用。

那Slave Address是10bit的話又如何通信？

如下圖，將10bit地址分拆成2bit、8bit進行兩次傳輸即可。注意11110xx是Reserve address，后面2bit的xx是10bit地址的最高2bit。

10位地址寫時序：

10位地址讀時序：

?

I2C保留字節

I2C Start起始位之后的第一個字節，除了廠商指定的設備地址外，還有一些保留字節，主要有兩組0000 xxx和1111 xxx：上述的10位地址模式，就是使用到了最后一種保留字節。

審核編輯：黃飛

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