IIC介绍（一）之物理层介绍

IIC的引脚少，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，而被广泛地应用于系统内多个集成电路间的通讯。

IIC的常见连接方式如下图所示：

 

由上图可知，IIC的物理特性很简单：

（1）两根线：SCL为时钟线，接2~15V的电压以及一个上拉电阻；

                         SDA为数据线，接2~15V的电压以及一个上拉电阻；

                         上拉电阻是因为SDA和SCK为漏极开路结构，故必须接上拉电阻，而阻值大小一般为1k8、4k7和10K，其中1k8时IIC的性能最好，上拉电阻的计算方式如下：

                    Rp max = tr /(0.8473 * Cb) , tr 为上升时间，Cb为总线电容；

                    Rp min =(VDD - VOL max) / IOL  ， VOLmax 是最大有效低电平，IOL 是I2C设备拉电流能力 （3mA）。

                    参考资料:http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204.pdf

（2）当IIC设备空闲时，其会输出高阻态，而当IIC总线上所有的设备都空闲（也就是输出高阻态）时，SDA所接的上拉电阻会把总线拉成高电平。而IIC总线具有线与特性，所以当有设备不输出高阻态（也就是输出0）时，别的设备就能马上感知到IIC总线的变化。

（3）每一个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以通过该地址来进行不同设备间的访问（地址一般为7位，其中高4位为器件类型地址，由生产厂家指定，低三位为器件引脚定义地址，由使用者定义）。

（4）IIC总线的传输模式可分为三种：

          标准模式传输速率：100 kbit/s（总线负载的最大容限400pf）;

          快速模式：400 kbit/s（总线负载的最大容限200pf）

         高速模式：3.4 Mbit/s，但目前大多数IIC设备尚不支持该模式。

（5）连接到相同IIC总线的设备数量受到其最大电容400pF和地址空间的限制（地址空间7位即128,包括了保留地址）。

（6）如果IIC总线上有着多个主机，为了防止数据的冲突，会利用仲裁方式来决定由哪个设备来占用总线。