I2C通信

简介

串行、半双工总线通信，适用于近距、低速的芯片之间的通信，

i2c一共两根线，sda用于收发数据，scl用于双方时钟的同步

总线有权发起和结束一次通信，从机只能被呼叫，当多主机同时启动总线时，i2c也具备冲突检测和仲裁功能，从机有唯一的器件地址（7bit）

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种用于短距离数字通信的串行通信协议，通常用于连接微控制器、传感器、存储器和其他数字设备。以下是I2C通信的详细过程：

I2C基本概念：

主从结构：I2C通信通常涉及两种设备，一个是I2C主设备，另一个是I2C从设备。主设备控制通信的起始和停止，并发出通信请求；从设备响应主设备的请求并提供数据。
双线制：I2C通信使用两根线：时钟线（SCL，Serial Clock Line）和数据线（SDA，Serial Data Line）。SCL负责同步通信的时钟，SDA用于传输数据。

I2C通信的详细过程：

总线初始化：
- 通信开始前，主设备负责初始化I2C总线。这包括配置通信速率（时钟频率），通信模式（标准模式、快速模式等），并启动总线。
起始条件（Start Condition）：
- 主设备通过将SCL保持高电平，然后将SDA从高电平转为低电平，来发出起始条件信号。这表示通信的开始。
地址传输：
- 主设备将从设备的7位地址和一个读/写位（通常是R/W位，表示读或写）传输到SDA线上。这告诉从设备主设备想要读还是写数据。
应答（Acknowledge）：
- 从设备接收到地址后，如果能正确响应，则在SDA上发送一个应答位（ACK）。主设备通常会在这个时间点上释放SDA线，以等待从设备的应答。
数据传输：
- 主设备和从设备之间的数据传输包括多个字节。每个字节的数据都通过SDA线传输，并由SCL线的时钟信号同步。数据的传输可以是读操作或写操作，取决于前面的地址传输中的读/写位。
停止条件（Stop Condition）：
- 当数据传输完成后，主设备发出停止条件信号。这是通过将SCL保持高电平，然后将SDA从低电平转为高电平来实现的。停止条件表示通信的结束。
重复起始条件（Repeated Start Condition）（可选）：
- 在某些情况下，主设备可能需要在不断电的情况下与同一从设备进行多次通信。为了避免发送完整的地址序列，可以使用重复起始条件来继续通信。
错误处理：
- 在通信过程中，可能会出现错误，如通信超时、丢失的应答等。主设备通常需要实现错误处理机制来处理这些情况。