I2C通信一

一、什么是I2C通信

物理接口：SCL + SDA
(1) SCL(serial clock)：时钟线，传输CLK信号，一般是I2C主设备向从设备提供时钟的通道。
(2) SDA(serial data): 数据线，通信数据都通过SDA线传输

二、I2C通信特征：串行、同步、非差分、低速率

(1) I2C属于串行通信，所有的数据以位为单位在SDA线上串行传输。
(2) 同步通信就是通信双方工作在同一个时钟下，一般是通信的A方通过一根CLK信号线传输A自己的时钟给B，B工作在A传输的时钟下。所以同步通信的显著特征就是：通信线中有CLK.
(3) 非差分。因为I2C通信速率不高，而且通信双方距离很近，所以使用电平信号通信。(注: 非差分信号用电平传输, 差分信号用差分信号传输, 差分信号可以抗干扰, 可以提高速度).
(4) 低速率。I2C一般是用在同一个板子上的2个IC之间的通信，而且用来传输的数据量不大，所以本身通信速率很低（一般几百KHz，不同的I2C芯片的通信速率可能不同，具体在编程的时候要看自己所使用的设备允许的I2C通信最高速率，不能超过这个速率).

注: 串口通信和I2C通信属于低速通信, 用电平信号即可. 网线和USB线属于高速通信, 所以用差分信号.

三、I2C通信的突出特征

突出特征1：主设备+从设备
(1) I2C通信的时候，通信双方地位是不对等的，而是分主设备和从设备。通信由主设备发起，由主设备主导，从设备只是按照I2C协议被动的接受主设备的通信，并及时响应。(比如, 现实生活中的记者采访, 受采访者只能按照记者(主设备)的节奏回答问题, 由主设备把握节奏)
(2) 谁是主设备、谁是从设备是由通信双方来定的（I2C协议并无规定），一般来说一个芯片可以只能做主设备、也可以只能做从设备、也可以既能当主设备又能当从设备（做主设备还是从设备一般在芯片设计阶段就决定了, 对于那些既能当主设备又能当从设备的器件, 一般可以通过软件配置的方式去选择该设备是做主还是从）。

注: 主设备会以广播的形式发送8位的从设备地址(其实8位中只有7位是从设备地址, 还有一位bit0是读写位)到总线, 总线上的所有从设备都能收到这个地址, 并且收到地址后和自己的地址比较. 如果相等, 则发送ACK应答. 否则不应答.

突出特征2：可以多个设备挂在一条总线上（同一条总线上, 从设备地址需要互不相同）
(1)I2C通信可以一对一（1个主设备对1个从设备），也可以一对多（1个主设备对多个从设备）。
(2)主设备来负责调度总线，决定某一时间和哪个从设备通信。注意：同一时间内，I2C的总线上只能传输一对设备的通信信息，所以同一时间只能有一个从设备和主设备通信，其他从设备处于“冬眠”状态，不能出来捣乱，否则通信就乱套了。
(3)每一个I2C从设备在通信中都有一个I2C从设备地址，这个设备地址是从设备本身固有的属性，然后通信时主设备需要知道自己将要通信的那个从设备的地址，然后在通信中通过地址来甄别是不是自己要找的那个从设备。（这个地址是一个电路板上唯一的，不是全球唯一的）

四、I2C通信的主要用途

SoC和周边外设之间的通信（典型的如EEPROM、电容触摸IC、各种传感器sensor等）

Acknowledge: 以上部分资料文字来自@朱有鹏

I2C burst mode
是I2C连续写的mode和速率没有关系，使用该功能可以写寄存器节约时间。

I2C transmission speed
standard mode: 100kbps
fast mode: 400kbps
high-speed mode: 3.4Mbps （但是有些外设不支持这么高的速率，所以不能跑到这么高的速率。具体能支持到多大需要查看具体外设的spec）