2021-09-12

软件模拟I2C通讯笔记（主机）

1、基本术语

时钟、数据、全双工、半双工、应答、非应答、开始信 、终止信 、主机、主机地址、从机、从机地址、7位地址、通讯频率、周期T

2、I2C的硬件连接

I2C使用广泛，它主要使用两根线将主机和从机连接起来，同一 络中主机和从机可以有多个，但是同一时刻只能有一个主机。
SCL时钟线，用于同步主机和从机的时钟。
SDA数据线，用于传输数据。

3、通讯过程

图2：I2C起始信 (图片来自百度)
上图中黑色处为起始信 ：起始信 为当SCL为低电平时，SDA要处于高电平，然后SCL由低电平变为高电平，一段时间t_1后（一般取周期(通讯频率（根据芯片手册查询）的倒数)的1/5~1/4），SDA由高电平变成低电平，并保持住。一段时间t_2后（这个时间为半个周期时间减去t_1），SCL由高电平变为低电平。以上即为开始信 。

3.1.2发送从机地址

图4：I2C发送从机地址和应答信
当释放掉SDA数据后，当SCL为高电平的时候读取SDA数据的值，当SDA为高电平时，表示非应答，即从机未收到信 。当SDA为持续低电平时为应答。

3.1.4发送从机寄存器地址

图6：I2C终止信
终止信 为：当SCL为低电平时，SDA也为低电平，当SCL由低电平转换成高电平后，等待一段时间t_1后（一般取周期(通讯频率（根据芯片手册查询）的倒数)的1/5~1/4），SDA由低电平变成高电平，并保持住。一段时间t_2后（这个时间为半个周期时间减去t_1），SCL由高电平变为低电平。

3.2读数据

3.2.1开始信

与写数据一样

3.2.2发送从机地址

与写数据一样

3.2.3应答与非应答

与写数据一样

3.2.4发送需要读取的寄存器地址

与写数据一样

3.2.5开始信

与写数据一样

3.2.6发送从机地址

与写数据一样

图7：I2C非应答信

3.2.9最后一个数据读取完毕后

最后一个数据读取完成后，推介使用非应答，方式停止接收数据。并主机发送停止信 。也可以如例子所示直接使用停止信 停止传送（使用停止信 的方式建议在只有一个主机一个从机的方式使用）。