I2C总线

I2C 是同步半双工通信协议。I2C使用SCL，SDA两根双向数据线进行通信，同时为了支持线与逻辑，需要使用开漏输出，同时使用上拉电阻；上拉电阻大小常见的有1.8K，4.7K，10K；在低速场合，为了降低功耗，可以使用10K上拉电阻，1.8K的上拉电阻具有最好的性能，可满足较高速的应用。I2C常见的通信速率有普通：100K，快速：400K，高速：3.4M。I2C最大的从机数量受从机地址和最大总线电容400pF电容的限制。

• 空闲状态：空闲时，SCL，SDA同时处于高电平。此时，各器件的输出场效应管处于截止状态，释放总线，总线信号由上拉电阻上拉至高电平。

• 开始START：SCL为高电平时，SDA有下降沿。

• 数据传输：数据传输以字节为单位，第一个字节表示从机地址+读写方向，后续数据格式由器件自己定义。数据传输中，SDA只能在SCL低电平时变化，并在SCL上升沿进行数据采样。

• 应答：每发送一个字节后，接收方必须回复应答信号ACK，但发送最后一个字节后，回复非应答信号NACK。

• 停止STOP：SCL为高电平时，SDA有上升沿。

握手机制：I2C提供握手机制，当主机速度太快而从机无法满足快速通信时，从机可以拉低SCL来与主机握手，从而延长SCL低电平的时间。（SCL高电平由所有器件发出最短的高电平决定，低电平则由低电平最长的决定）。
仲裁：SDA是线与逻辑，因此，只要有一端输出低，总线就为低电平，因此是低电平优先仲裁。仲裁规则是发送低电平个数多的主机获得总线权。