今天花了半天時間學習I2C總線協議，算是弄得比較透徹，拿出來和大家分享一下。
·I2C總線特點
·I2C總線三種狀態
·I2C總線必要知識點
·I2C總線寫過程
·I2C總線讀過程
一、I2C總線特點
在講之前呢我為大家畫了一幅圖。
從圖看呢，比較簡陋，但是麻雀雖小五臟俱全，想表達的都可以在圖中看出來。
從圖中我們可以看出呢，I2C總線的特點呢是：
1.它是由兩根線組成的，一根叫SCL（串行時鍾線），一根叫SDA（串行數據線）。線少，好處自然不用多說咯，但是速度肯定就慢了，用作外設之間的數據接口夠用了。而快速的芯片內部通信，用的是AMBA總線通信，想了解的自己查一下，或者過幾天我研究后再寫。
2.每顆I2C芯片呢都可以作為主機和從機，但一次通行中只允許存在一個主機。
兩點特點是不是有點少啊，沒事兒，在了解后面的知識點后，自己總結吧，主要講后面內容呢。
二、I2C總線的三種狀態
I2C總線存在三種狀態：
1.空閑
2.工作開始
3.工作停止
先說空閑狀態：當SCL與SDA同時為高電平時，為空閑態，說白了，就啥也不干。如下圖：
再說說開始工作狀態，此時SCL為高，而SDA出現下降沿，如下圖：
最后就是停止工作狀態，此時SCL為高，SDA出現上升沿，如下圖：
三、I2C總線必要知識點
除了要知道上面的三種狀態，還需要知道下面五點內容，方可理解最后的讀寫過程。要來了，接招：
1.I2C總線協議要求1個字節位寬為8位(8bit)
2.從機地址位寬為7bit,但上面說了啊一個字節要8bit，不着急，還有1個bit的位寬用來存放主機是用來寫(0),還是用來讀(1)，加起來剛好8bit。比如0100101(地址位)0(讀寫位，此處為寫)，可以看出讀寫位為最低位。
3.每顆I2C芯片都有各自的地址，互相之間有可能相同，有可能不同。相同時呢，就是要實現一個主機同時對多個從機進行數據交換。為了使各個I2C芯片之間更加靈活，每顆I2C芯片都有固定的4位地址，以及3位可編程地址，當4位固定地址相同時，用軟件編輯后3位，使之相同，所以最多可以有8台(2的三次方)從機可以同時與主機通信。
4.一個字節傳輸完畢之后，主機將SDA拉高，主機I2C芯片就不再干活了，等待從機反饋(ACK acknowledge)，這時從機I2C芯片開始對傳輸過程做判定，判定讀取成功時，將SDA拉低，以表示我完成啦，你繼續吧。主機得到這個訊息之后，就會進行下一步既定的操作。如果從機讀取失敗，那么SDA將不會變化。此時主機就會知道，哦，沒發成功，接下來是繼續重新傳輸一遍還是終止操作，這個由寫好的程序來定。 到這里大家會不會想到這樣會有一個BUG，那就是只要SDA一直不變，那主機就一直不干活了？當然主機也不是傻子(其實應該是程序猿也不是傻子)，那就等一個時間唄，一定時間內，我收不到信號拉低，那就認為你出問題了。這個時間就是半個SCL周期。
5.在4中提到了時鍾周期，這里再科普一下。看下圖(download的，還有百度水印)：
從這張圖可以看出，一整個流程應該是9個時鍾周期，在第九個周期的高過程，必須完成ACK。每位數據對應一個high，在這半個周期內，要求SDA上的數據是穩定的，不能發生改變，為啥？用類似建立時間保持時間來理解。
四、I2C總線寫過程
寫過程如下：
1.主機發送從機地址(7bit)+0(0是寫)，所有從機都會接收到這個信息，但是只有地址匹配的從機反饋一個ACK(0)，並准備后面的接收工作，其它地址不對的從機，'早點洗洗睡吧，沒咱啥事兒了'。
2.主機收到這個ACK，開始發送內存地址(8bit),所有地址匹配的從機(前面說過，一個主機可以匹配多個從機，只要那從機地址相同就行)接收這個8bit的內存地址，在吩咐下去之后，給主機一個反饋ACK(0)，'我OK啦'。
3.主機收到這個ACK，開始發送數據給從機，一個字節8bit，從機接收完成，給主機反饋ACK(0)。
4.主機收到這個ACK，是繼續發送數據，還是發送終止信號，取決於數據是否發送完畢。
五、I2C總線讀過程
讀過程如下：
1.主機發送從機地址(7bit)+0(0是寫)，這里為啥又是寫呢？首先，主機得找到這些從機呀，當然要將從機地址寫給各個從機了。所有從機都會接收到這個信息，但是只有地址匹配的從機反饋一個ACK(0)，並准備后面的接收工作，其它地址不對的從機，'誒......早點洗洗睡吧，又沒咱啥事兒了'。
2.主機接收到這個ACK，開始發送8bit的內存地址給從機，'把這個地址找到，把貨給我取出來備着，我一會兒要從你這里提貨啊!'。從機找好這些地址后，反饋一個ACK(0)給主機。
3.主機收到這個ACK，再發一次從機地址(7bit)，只不過這次最后一個換成1(讀)了。從機收到並返回ACK(0)。
4.主機收到這個ACK，做好了接收從機信息的准備，這個時候從機信息到了，主機接收完信息后不對從機發送反饋(畢竟人家是老大啊，老大拿好了還要給小嘍嘍打個報告？)直接發起終止信號，心疼從機3秒鍾。
好了，到這里就講完了，繼續心疼從機3秒.......
補充：I2C通信協議允許暫停功能，就是在主機傳輸數據時，從機需要進行一個優先級高的事件時，從機通過拉低SCL，迫使主機等待，等到處理完緊急事件后，從機釋放SCL，主機繼續傳輸。