《I2C总线规范详解》 I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是由飞利浦公司（现为NXP Semiconductors）于1982年开发的一种两线式串行总线，用于连接低速的集成电路。本文将深入解析由广州周立功单片机发展有限公司发布的《I2C总线规范中文版》，涵盖从早期版本到最新修订的所有关键知识点。 ### I2C总线的历史与演进 自1992年起，I2C总线规范经历了多个版本的迭代： 1. **版本1.0-1992**：此版本主要移除了软件编程从机地址的功能，引入了快速模式，位速率提升至400kbit/s，并支持10位寻址，极大地扩展了从机数量。 2. **版本2.0-1998**：随着技术需求的增长，I2C总线规范加入了高速模式（Hs模式），将位速率提升至3.4Mbit/s，同时优化了低电压环境下的性能，实现了不同模式器件之间的混合使用。 3. **版本2.1-2000**：进一步微调了Hs模式下的时序参数，增强了灵活性，并对时钟信号SCLH进行了优化。 ### I2C总线的核心概念与特征 #### 总体特征 I2C总线通过两条线（SDA和SCL）实现通信，其中SDA为数据线，SCL为时钟线。总线上的设备分为主设备和从设备，主设备负责发起通信，而从设备则根据地址进行响应。 #### 位传输与数据有效性 数据在I2C总线上以位的形式传输，每传输一位数据后，时钟线SCL会跳变一次，以此确保数据的有效性。起始和停止条件则分别通过SCL和SDA的状态变化来标记一次数据传输的开始和结束。 #### 传输数据与字节格式 数据传输遵循字节格式，每个字节包含8位数据。在传输过程中，接收方会在每个字节的第9位发送一个应答信号，表示数据已被正确接收。 #### 仲裁与时钟同步 当多个主设备尝试控制总线时，I2C总线通过仲裁机制决定哪个主设备继续通信。时钟同步机制则作为握手协议的一部分，确保数据的准确传输。 ### 地址格式与寻址 I2C总线支持7位和10位的地址格式，其中7位地址格式最多允许128个设备连接，而10位地址格式则可扩展至1024个设备，极大地提升了系统的扩展性。 ### 模式扩展与高速传输 #### 标准模式与快速模式 标准模式下的I2C总线位速率为0~100kbit/s，而快速模式将这一速率提高至400kbit/s，适用于需要更快数据传输速度的应用场景。 #### 高速模式（Hs模式） Hs模式进一步将位速率提升至3.4Mbit/s，极大地提高了数据传输效率，尤其适用于高速数据交换的场合。 ### 电气规范与时序 为了确保I2C总线的正常运行，规范详细规定了I/O级别、总线线路的电气特性及连接要求。这些规范覆盖了标准、快速和高速模式下器件的具体参数，包括电阻Rp和RS的最大和最小值，以确保信号完整性。 ### 应用信息与开发工具 文档还提供了关于快速模式器件斜率控制、开关上拉电路以及总线配线方式的应用信息，帮助设计人员更好地理解和应用I2C总线。此外，双向电平转换器的信息对于连接不同逻辑电平的器件尤为重要，而飞利浦（NXP）提供的开发工具则为I2C总线的开发和调试提供了便利。 《I2C总线规范中文版》全面覆盖了从基础概念到高级特性的所有细节，对于理解I2C总线的工作原理、设计基于I2C总线的系统以及开发相关应用具有重要的指导意义。随着技术的不断进步，I2C总线将继续发挥其在电子系统设计中的核心作用。

i2c总线协议 i2c总线协议是一种双向串行总线，用于连接微控制器和外围设备。该协议由Philips公司开发，于1982年首次发布。i2c总线协议的主要特点是使用两根信号线，即SCL（时钟信号）和SDA（数据信号），实现数据传输。 1. i2c总线协议的发展历程 i2c总线协议经历了多个版本的发展。从1992年发布的版本1.0到2000年发布的版本2.1，每个版本都对协议进行了改进和优化。 * 版本1.0-1992：这是i2c总线协议的第一个版本，提供了基本的数据传输功能。 * 版本2.0-1998：该版本引入了新的功能，例如数据传输速率的提高和错误检测机制的改进。 * 版本2.1-2000：该版本进一步提高了数据传输速率，并引入了新的特性，如热交换和总线仲裁机制。 2. i2c总线协议的优点 i2c总线协议的使用可以为设计人员和厂商带来多种好处。 * 设计人员的得益：使用i2c总线协议可以简化硬件设计，降低成本，提高系统的可靠性和灵活性。 * 厂商的得益：i2c总线协议可以帮助厂商降低生产成本，提高产品的质量和可靠性，提高市场竞争力。 3. i2c总线协议的基本概念 i2c总线协议的基本概念包括： * 总线 arbitration：总线仲裁机制，用于解决总线冲突问题。 * slave address：从站地址，用于标识从站设备。 * 数据传输：i2c总线协议使用两根信号线（SCL和SDA）实现数据传输。 4. i2c总线协议的总体特征 i2c总线协议的总体特征包括： * 双线信号：i2c总线协议使用两根信号线（SCL和SDA）实现数据传输。 * 半双工模式：i2c总线协议使用半双工模式，允许多个从站设备连接到总线上。 * 可扩展性：i2c总线协议支持热交换和设备热拔插。 5. i2c总线协议的位传输 i2c总线协议的位传输过程包括： * 数据的有效性：i2c总线协议使用数据的有效性机制，确保数据传输的正确性。 * 起始和停止条件：i2c总线协议使用起始和停止条件，控制数据传输的开始和结束。 6. i2c总线协议的传输数据 i2c总线协议的传输数据包括： * 字节格式：i2c总线协议使用字节格式，实现数据传输。 * 数据传输速率：i2c总线协议支持多种数据传输速率，包括标准模式、快速模式和高速模式。 i2c总线协议是一种广泛应用的总线协议，具有多种优点和特征。它可以帮助设计人员和厂商提高系统的可靠性、灵活性和市场竞争力。

本文描述I2C协议，包含I2C位传输， I2C开始和结束信号，I2C应答信号，I2C写流程，I2C读流程。进阶介绍PowerPC的I2C实现，I2CADR 地址寄存器及PPC-Linux中I2C的实现

STC32G12K128内部集成的I2C总线实现oled12864显示

Raspberry Pi Python库，用于使用INA219的电压和电流传感器 该Python库支持Python 2和3上的Texas Instruments的电压，电流和功率监控器传感器。该库的目的是使使用该传感器的相当复杂的功能变得容易。 该库当前仅支持连续读取电压和功率，但不支持触发式读取。 该库支持在电流/功率计算中检测溢出，从而导致这些读数的意义不大。 支持INA219的低功耗模式，因此，如果仅偶尔在基于电池的系统中进行读取，则可以将电流消耗降至最低。 该库已通过进行了测试。 安装与升级 该库及其依赖项（ ）可以通过执行以下操作从PyPI安装： sudo pip3 in

利用Alera的Nios软核的PIO接口来模拟I2C的接口。

用GPIO模拟I2C总线的通信过程及源代码，在I2C总线不工作的情况下，SDA(数据线)和SCL(时钟线)上的信号均为高电平。如果此时主机需要发起新的通信请求，那么需要首先通过SDA和SCL发出起始标志。当SCL为高电平时，SDA电平从高变低，这一变化表示完成了通信的起始条件。

为了保护NiosⅡ嵌入式系统的运行现场，在掉电之前，需要把系统的重要数据保存在非易失存贮器中。针对这种保存的数据量不大特点，本文提出采用"NiosⅡ+AT24C02"设计方案，在介绍AT24C02A芯片主要特性和分析I2C通信协议原理基础上，重点介绍Nios Ⅱ与AT24C02A之间接口电路的设计方法，包括接口电路的寄存器定义、逻辑功能模块设计和驱动程序的编写三个方而的内容，利用嵌入式逻辑分析仪（SigalTap Ⅱ Logic Analyzer）来分析接口信号时序，分析结果表，本接口所产生的读写时序满足I2C的通信协议要求，验证了设计的正确性。 　　1 AT24C02A芯片简介 　　AT24

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基于FPGA的I2C总线模拟，采用Verilog HDL语言编写 (FPGA-based I2C bus simulation, using Verilog HDL.)