I2C通信协议，最简单的总线通信

串口通信只能在两个设备之间进行，如果是四组串口通信，那每个设备都需要三组串口，其线路连接相当繁琐（如下图）。


为了解决这个痛点，人们设计了一种总线通信，总线通信有很多种协议（如USB/SPI/CAN/IIC），今天介绍的就是IIC通信协议。
可以看到在使用IIC通信后，即使有很多芯片，线路连接显的非常简单。IIC通信一般采用一主多从模式，比如单片机是主机，其他设备为从机。
以单片机向从设备发送信息为例（图二是一帧标准的写数据帧），图二的一帧数据是由时钟线和数据线共同作用完成。也就是在同一时间，它要么是在发送信息，要么就是在读取信息。


当处于空闲状态时，数据线和时钟线都处于高电平状态。

而当开始传递信息时，比如传递第一位的起始位，此时必须要在时钟信号为高电平期间，数据信号完成由高到低的跳变，也就是下降沿，这样起始信号就发送完成了。

接下来是7位设备地址码，每个从设备的地址码都是唯一的。为了区别要和哪个设备进行通信，需要先发送7位地址码（7位不同的0或1的排列组合，一共可以排成128种不同的结果）。它的0或者1表示如下：当时钟线为高电平时，数据线上的数据线必须保持稳定。比如时钟线为高时，数据线上的数据始终为高，这样就完成了逻辑1的传输。如果数据线上，始终是低电平，则表示逻辑0。

比如我们发送一串下面的数据，也就是主设备要和地址为1010 000的设备进行通信。

接下来一位是读/写数据位，如果想要给从设备写数据，就给该位置0，读数据就是置1。再下面一位，就是应答信号。该信号是由从机发送给主机的。若从机收到主机发送的信息，它会回复0；没有收到主机发送的信息或者读取完成，则回复1。再后面的8位是从设备的数据寄存器的地址，然后单片机需要存储器返回一个应答信号0；再后面的8位是给这个存储器的寄存器要写入的数据，发送完数据之后，从设备需要给主机发送应答信号0，告诉主机写入成功。

最后再写入停止位，它与起始位相反；当时钟信号为高时，数据信号需要由低到高的跳变（如下图），这样一个标准的写数据帧就完成了。
标准的读数据帧与写数据帧相似，存储器会把寄存器里面的数据发送给单片机（如下图）注意：最后的应答信号为1，是由主机发给从机。

视频教程来自B站UP：爱上半导体