常见接口电路介绍
一、 I2C总线简介 1. 什么是I2C？
NXP 半导体（原Philips 半导体）于20 多年前发明了一种简单的双向二线制串行通信总线， 这个总线被称为Inter-IC 或者I2C 总线。目前I2C 总线已经成为业界嵌入式应用的标准 解决方案，被广泛地应用在各式各样基于微控器的专业、消费与电信产品中，作为控制、诊 断与电源管理总线。多个符合I2C 总线标准的器件都可以通过同一条I2C 总线进行通信， 而不需要额外的地址译码器。由于I2C 是一种两线式串行总线，因此简单的操作特性成为 它快速崛起成为业界标准的关键因素
2. I2C总线的基本概念
1） 发送器（Transmitter）：发送数据到总线的器件 2） 接收器（Receiver）：从总线接收数据的器件 3） 主机（Master）：初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件 4） 从机（Slave）：被主机寻址的器件 其线路结构图如下：
如上图示，I2C 总线具有如下特点：
1）I2C 总线是双向传输的总线，因此主机和从机都可能成为发送器和接收器。不论主机是发送器还是接收器，时钟信号SCL 都要由主机来产生
2） 只需要由两根信号线组成，一根是串行数据线SDA，另一根是串行时钟线SCL 3） SDA 和SCL 信号线都必须要加上拉电阻Rp（Pull-Up Resistor）。上拉电阻一般取值3～ 10KΩ
4） SDA 和SCL 管脚都是漏极开路（或集电极开路）输出结构
3. I2C总线的信号传输
1）3种速率可选择
标准模式100kbps、快速模式400kbps、最高速率3.4Mbps 2）具有特定的传输起始、停止条件
a）起始条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从高电平向低电平跳变时产生起始条件。 起始条件常常简记为S
b）停止条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从低电平向高电平跳变时产生停止条件。 停止条件简记为P
3） 数据传输从确定从机地址开始
a）多个从机可连接到同一条I2C 总线上，它们之间通过各自唯一的器件地址来区分
b）一般从机地址由7 位地址位和一位读写标志R/W 组成，7 位地址占据高7 位，读写位在最后。读写位是0，表示主机将要向从机写入数据；读写位是1，则表示主机将要从从机读取数据
4） 以字节为单位的数据传输方式
a）I2C 总线以字节（Byte）为单位收发数据，主机总是先发地址再发数据
b）在I2C 总线传输数据过程中，每传输一个字节，都要跟一个应答状态位。遵循“谁 接收谁产生”的原则，即总是由接收器产生应答位，应答位为0 表示接收器应答 （ACK）；为1 则表示非应答（NACK）
c）如果接收器在接收完最后一个字节的数据，或者不能再接收更多的数据时，应当产 生非应答来通知发送器
4. I2C总线数据传输时序图示
1）传输格式图示
（灰色为主机的工作时隙，白色为从机的工作时隙） S：起始位（START）
SA：从机地址（Slave Address），7 位从机地址 W：写标志位（Write），1 位写标志 R：读标志位（Read），1 位读标志 A：应答位（Acknowledge），1 位应答 A：非应答位（Not Acknowledge），1 位非应答 D：数据（Data），每个数据都必须是8 位 P：停止位（STOP）
2）传输时序示例
5. I2C总线在手机上的常见应用
所应用范围包括：摄像头、调频收音机芯片、音频编解码芯片、模拟电视、光电鼠标等
I2C,SPI,USB,UART常见接口原理简析
