标准:bus:i2c:start
这是本文档旧的修订版！
I2C（Inter-IntegratedCircuit Bus）
常用标准
I2C（Inter-IntegratedCircuit Bus）最早是由PHilip半导体（现在被NXP收购）于1982年开发。 主要是用来方便微控制器与外围器件的数据传输。
目前最新的协议版本是2021版：NXP：I2C-bus specification and user manual（UM10204）
标准相关介绍见网站：I2C-Bus
版本差异
常用版本为Standard和Fast-mode (Fm)，其他版本很少用，另速率最快的版本Ultra-fast mode (UFm)和其他版本差异大，主要用于LED驱动器1)。
| I2C Mode | Maximum Speed | Maximum Bus Capacitance | Drive |
| Standard | 100kbit/s | 400pF | Open drain |
| Fast-mode (Fm) | 400kbit/s | 400pF | Open drain |
| Fast-mode Plus (Fm+) | 1Mbit/s | 550pF | Open drain |
| High-speed mode (Hs) | 1.7Mbit/s | 400pF | Open drain |
| High-speed (Hs) | 3.4Mbit/s | 100pF | Open drain |
| Ultra-fast mode (UFm) | 5Mbit/s | n/a | Push-pull |
信号和连接
I2C有两个信号，单向的时钟SCL（主 > 从）和双向的数据SDA。连接拓扑如下图2)。
I2C总线允许多主机，但同一时刻只能有一个主机，通过SCL时钟同步和SDA线仲裁来决定谁是主机，其他设备则均为从机。
如需扩展或及中继则可以参考下图3)。
硬件设计注意事项
协议
- 起始条件：时钟信号线（SCL）为高电平时，数据线（SDA）产生一个下降沿4)。
- 停止条件：时钟信号线（SCL）为高电平时，数据线（SDA）产生一个上升沿。
- 数据有效性：当时钟信号为高电平的时候，数据线上的信号需要保持不变。
- 应答位：当主机传送8位数据结束后，主机拉高SDA，如果从机拉低SDA并在SCL高电平时保持低电平，这个信号为ACK信号（从机正确接收数据）。
- 非应答位：当主机传送8位数据结束后，主机拉高SDA，如果SDA保持高电平则该信号为NACK（数据传输出错）。
读写操作如下图5)：
上述为常用的7为地址的读写，对于拓展的10位地址的读写，区别为前两个字节为10位地址(前缀11110表示这两个字节为10位地址)，7位和10位对比如下图6)。
测试
逻辑分析仪和示波器均可以测试I2C，软件工程师看协议推荐用逻辑分析仪，硬件工程师看信号推荐用示波器，带解码的示波器则可以兼顾软硬件工程师的需求。
单独逻辑分析仪的测试说明见DreamSourceLab：利用逻辑分析仪进行I2C总线的全面分析 “3. 逻辑分析仪准备”至“5.进阶分析”
标准/bus/i2c/start.1760862076.txt.gz · 最后更改: 2025/10/19 16:21 由 hwwiki
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