I2C 接口 （也稱(chēng)為 InterIC、IIC、I2C)是飛利浦開(kāi)發(fā)的串行總線(xiàn)，用于在微控制器（或處理器）和外圍組件（如各種傳感器、驅(qū)動(dòng)程序、RAM、ADC 等）之間低速（標(biāo)準(zhǔn)模式下高達(dá) 100 kbit/s，“快速”模式下高達(dá) 400 kbit/s）傳輸 8 位數(shù)據(jù)。

使用此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸可以最大限度地減少集成電路之間的連接數(shù)量，從而減少必要的引腳和走線(xiàn)的數(shù)量。集成的 I2C 協(xié)議還消除了對(duì)地址解密器和其他外部協(xié)商邏輯的需求。

僅使用兩條線(xiàn)路傳輸信息：

    SDA – 數(shù)據(jù)線(xiàn)

    SCL 是同步行

這兩根線(xiàn)通過(guò)上拉電阻連接到電源（VCC），所有連接到總線(xiàn)的設(shè)備通過(guò)開(kāi)漏（Open-Drain）或集電極開(kāi)路（Open-Collector）驅(qū)動(dòng)器拉低信號(hào)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)邏輯“0”狀態(tài)；而不主動(dòng)拉低時(shí)，信號(hào)線(xiàn)通過(guò)上拉電阻恢復(fù)到邏輯“1”狀態(tài)。

工作原理

IIC總線(xiàn)選用主-從架構(gòu)，即一臺(tái)設(shè)備做為主機(jī)（Master），而另一臺(tái)做為從機(jī)（Slave）。主機(jī)控制總線(xiàn)里的時(shí)鐘信號(hào)，并發(fā)起傳送數(shù)據(jù)，而從機(jī)則按照主機(jī)命令開(kāi)展回應(yīng)。

1. 設(shè)備地址

每個(gè)從設(shè)備在IIC總線(xiàn)上也有一個(gè)唯一的7位或10位地址。當(dāng)主機(jī)發(fā)出一個(gè)特殊地址時(shí)，僅有與本地址匹配的從機(jī)遇回應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)多設(shè)備之間的通信。

2. 傳送數(shù)據(jù)過(guò)程

IIC的通信過(guò)程有如下幾個(gè)步驟：

運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)（Start Condition）：當(dāng)SDA線(xiàn)在SCL線(xiàn)維持高電平時(shí)，從高電平降低，表明通信的逐漸。

地址傳送：主機(jī)在啟動(dòng)條件時(shí)，推送從機(jī)地址及其讀/寫(xiě)位（RW位），從機(jī)依據(jù)地址確定是否回應(yīng)。

應(yīng)答信號(hào)（ACK/NACK）：當(dāng)從機(jī)成功接受到地址或數(shù)據(jù)后，會(huì)可以將SDA線(xiàn)降低來(lái)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)（ACK）。假如從機(jī)沒(méi)有接受到或無(wú)法處理數(shù)據(jù)，它將不推送應(yīng)答信號(hào)（NACK）。

傳送數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)以字節(jié)為基準(zhǔn)根據(jù)SDA線(xiàn)傳送，每次傳送后，從機(jī)必須推送ACK信號(hào)來(lái)確定數(shù)據(jù)已成功接受。

停止條件（Stop Condition）：當(dāng)傳送結(jié)束時(shí)，SDA線(xiàn)在SCL線(xiàn)維持高電平時(shí)，從低電頻恢復(fù)到高電平，表明通訊完畢。

3. 讀寫(xiě)操作

寫(xiě)操作：主機(jī)在推送從機(jī)地址后，將讀/寫(xiě)位設(shè)為“0”來(lái)進(jìn)行寫(xiě)操作。接著，主機(jī)再次傳送數(shù)據(jù)字節(jié)，目標(biāo)從機(jī)遇接受這些信息。

讀操作：主機(jī)在推送從機(jī)地址后，將讀/寫(xiě)位設(shè)為“1”來(lái)進(jìn)行讀操作。從機(jī)先是在SDA網(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)，主機(jī)載入這些信息。

IIC優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)勢(shì)

簡(jiǎn)易性：僅需二根電源線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備通訊，減少了硬件開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。

低成本：IIC的完成不用繁雜的通信接口，適用于低成本嵌入式應(yīng)用。

多主機(jī)支持：盡管常見(jiàn)的是單主機(jī)配置，但I(xiàn)IC總線(xiàn)也支持多主機(jī)架構(gòu)，這使得其更加高效。

缺陷

速度限定：IIC的標(biāo)準(zhǔn)模式速度為100 kbps，迅速模式為400 kbps，快速模式為3.4 Mbps，但這仍然小于許多其他總線(xiàn)規(guī)范。

通訊距離短：IIC設(shè)計(jì)用于芯片間通信，適宜于同一電路板上的器件通訊，距離較遠(yuǎn)時(shí)很容易受到信號(hào)衰減危害。

IIC的典型應(yīng)用

感應(yīng)器聯(lián)接：IIC廣泛用于將感應(yīng)器（如溫度感應(yīng)器、加速度計(jì)、陀螺儀）與微處理器聯(lián)接。

存儲(chǔ)設(shè)備：EEPROM、RTC等存儲(chǔ)設(shè)備通常通過(guò)IIC插口與主控設(shè)備通訊。

液晶顯示屏（LCD）：很多字符LCD和圖型LCD控制板支持IIC插口，用以表明數(shù)據(jù)的傳輸。

匯總

IIC作為一種簡(jiǎn)單而高效的串口通信總線(xiàn)，廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。根據(jù)只需二根電源線(xiàn)設(shè)計(jì)，IIC完成了主機(jī)與多個(gè)從機(jī)之間的通信，適宜短路線(xiàn)、低速度的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。在決定成本、硬件復(fù)雜性和通訊要求的項(xiàng)目中，IIC通常是理想的選擇。