I2C总线的工作原理是什么?I2C总线可以如何应用?

[导读]在这篇文章中，小编将为大家带来I2C总线的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣，不妨继续往下阅读哦。

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一、I2C总线工作原理

SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)都是双向I/O线，接口电路为开漏输出。需通过上拉电阻接电源VCC。当总线空闲时，两根线都是高电平，连接总线的外同器件都是CMOS器件，输出级也是开漏电路。在总线上消耗的电流很小，因此，总线上扩展的器件数量主要由电容负载来决定，因为每个器件的总线接口都有一定的等效电容。而线路中电容会影响总线传输速度。当电容过大时，有可能造成传输错误。所以，其负载能力为400pF，因此可以估算出总线允许长度和所接器件数量。

主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送;如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件。然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下。主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

发送到SDA线上的每个字节必须为8位，每次传输可以发送的字节数量不受限制。每个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是数据的最高位(MSB)，如果从机要完成一些其他功能后(例如一个内部中断服务程序)才能接收或发送下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL保持低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线SCL后数据传输继续。

二、I2C总线的应用

I2C总线的主要用途有以下几点：

1.用于外围芯片的接口：I2C总线可以和可编程的外围芯片进行链接，如定时器，继电器，存储器和模拟电路，可以大大减少数据通讯和控制电路的连接线数量，降低系统复杂度，节省成本。

2.用于传感器的接口：I2C总线可以实现各种类型的传感器和微处理器或微控制器之间的高速通信，从而可以实现复杂的控制系统，以及实时检测和实时状态监测系统;

3.用于显示器：通过I2C总线，可以使处理器和显示器之间的交互更加方便，如更新屏幕显示数据，实现更加人性化的系统控制;

4.用于模拟和数字芯片的接口：I2C总线用于主机和模拟和数字芯片之间的数据传输，同时也可以实现外设和外设之间的快速传输，这种链路通讯方式有助于满足系统各部分通信协作和控制需求;

5.用于系统间的扩展：I2C总线可以连接两个或者更多的系统，实现系统间的快速扩展，避免系统因拓扑结构问题而出现混乱情况。

I2C总线使用注意事项

当使用I2C总线时，除了遵循I2C总线规范，还需要注意以下几个要点：

1.I2C总线不支持多级主机，只支持单级，只有一个主机可以激活总线，这个主机负责控制和管理

总线的数据传输，多个主机存在时，只能有一个处于激活状态，其他主机要进行数据通信时，必须先通知当前主机放权，再等待放权成功后才能激活。

2.I2C总线只支持先进先出等单向数据传输，不支持双向数据传输和多级传输。