I2C通信协议(一)-基本原理
I2C/IIC通信协议（Inter-Integrated Circuit）是由PHILIPS公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要UART、CAN等通讯协议的外部收发设备，现在多用于系统内多个IC间的通讯。
IIC物理层：
1、它是一个支持多设备的总线。“总线”是指多个设备公用的信号线。在一个IIC通讯总线中，可连接多个IIC通讯设备，支持多个通讯主机和多个通讯从机。
2、一个IIC总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线（SDA），一条串行时钟线（SCL）。数据线用来表示数据，时钟线用来数据收发同步。
3、每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。
4、总线通过上拉电阻接到电源(上拉电阻一般为 4.7k)。当IIC设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态，由上拉电阻把总线拉成高电平。
5、多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用总裁方式决定哪个设备占用总线
6、传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s，快速模式为400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s
7、连接到总线的IC数量受到总线的最大电容400pF限制。
IIC协议层：
1、空闲状态：
IIC总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
2、起始信号和停止信号：（一般由主机产生）
起始信号：当SCL为高电平期间，SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
停止信号：当SCL为高电平器件，SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
3、数据有效性：
时钟信号SCL为高电平期间，数据线SDA上的数据必须保持稳定，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。
时钟信号SCL为低电平时，SDA数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。
即：数据在SCL的上升沿到来之前就需要准备好，并在下降沿到来之前必须保持稳定
4、应答信号ACK
发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK简称应答位），表示接收器已经成功接收了该字节；应答器为高电平时，规定为非应答位（NACK）；一般表示接收器接收该字节没有成功。
对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第九个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。如果接收器是主控制器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P
5、地址和数据方向
IIC总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址（SLAVE_DEVICE）来查找从机。设备地址可以是7位或10位。
紧跟设备地址的一个数据位R/W用来表示数据传输方向，数据方向为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。
6、数据帧格式：
IIC总线上传输的数据信号是广义的，既包含地址信号，又包含真正的数据信号。在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第八位是数据的传输方向，0：表示主机发数据，1：表示主机接收数据
a、主机向从机发送数据，数据传输方向在整个传输过程中不变：
注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据由从机向主机传送。
A表示应答(低电平)， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号，P表示终止信号。
b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正好反相：
