浅析I2C总线的工作原理与使用注意事项

　　I2C总线工作原理

　　I2C是Inter-Integrated
Circuit的缩写，它是一种向两个或更多可编程设备提供一种低速数据传输方法的总线网络。它允许多个有线接口之间的器件连接，它也支持无线通信。I2C是一种开发者友好型的硬件接口，具有以下特性：

　　1.在引脚数量上可以实现省电和空间的多功能，只需要两根线一个数据线（SDA）和一个时钟线（SCL）即可完成I2C通讯，可以节省很多资源，比如，如果你想要连接多个设备，就不用担心PCB板上的容量，只需要简单地连接一组I2C线即可完成连接。

　　2.非常方便的总线地址编码，它可以根据不同设备做分配不同的数字编码，从而可以更好地分离多个设备，从而更好地识别每一个I2C从设备，每个I2C从设备都有自己的地址，所以，总线支持多节点的通信，不会出现信号混乱的情况。

　　3.拥有可编程的时序，I2C总线采用了可编程时序函数，可以根据具体应用需求，调整波特率参数，实现不同时序设定，也可以根据不同总线需要拥有高波特率（最高可以达到400kHz）和低波特率（最低可达37kHz），实现总线接口的灵活布线，从而实现最佳的性能和最小的资源消耗。

　　I2C总线的主要用途

　　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。

　　3.主机要保证在总线上传输的数据字节不能超过1024字节。

　　4.在I2C总线中，主机只能改变数据传输的速度，从机只能接受主机传输的数据速度。

　　5.I2C总线的传输速度有低速模式（100 Kbps）和高速模式（400
Kbps），要求在1M欧姆外的环境范围内使用低速模式，在2M欧姆外的环境范围内使用高速模式。

　　6.I2C总线的总线线应尽量短，并且不能直接插到负载端，而要插入内置电容器，以减少感应性干扰，避免影响数据传输速度和正确性。

　　7.如果使用多根I2C总线时，可以通过设置不同的总线地址来辨别不同的从机和主机，不同总线之间应尽量避免长度和信号强度两者可能存在差异。如果需要连接多根I2C总线，就需要使用I2C总线纠错技术，确保数据传输的正确性。

原作者：8点专利数据