i2c匯流排是由philips公司開發的一種簡單、雙向二線制同步序列匯流排。它只需要兩根線即可在連線於匯流排上的裝置之間通訊。i2c的兩根線sda(序列資料線)和scl(序列時鐘線)都是雙向i/o線，介面電路為開漏輸出，需通過上拉電阻接電源vcc，當匯流排空閒時，兩根線都是高電平。
常見的硬體結構圖(乙個介面卡，兩根線，若干裝置而已)
使用i2c通訊時，必須指定主從裝置，一般包含有i2c控制器的處理器被配置成主裝置，掛接在i2c匯流排上的外設作為從裝置。通訊開始都是由主裝置發起的，在i2c匯流排上的每個裝置都有乙個7bit位的位址，稱為i2c裝置位址。
主裝置如何發起開始和停止通訊訊號？
在scl線為高電平時，將sda線由高拉低，即發出乙個start開始訊號；當scl為高電平時，將sda由低拉高，即傳送乙個stop停止訊號；那麼這些操作都是由主裝置的i2c控制器完成的。
i2c匯流排上有很多的裝置，如何保證一對一的通訊？
在i2c匯流排上的每個裝置都有乙個7bit位的位址，在i2c匯流排處於空閒狀態時，如果有主裝置想發起通訊，那麼將由它先發出乙個start訊號占有匯流排，緊接著傳送這個主裝置想要進行通訊的從裝置的7bit位的位址，這個位址在i2c匯流排上處於廣播狀態，即匯流排上的所有裝置都能看到這個位址，如果某乙個從裝置發現匯流排上傳輸的位址和自己的裝置位址一樣，那麼就傳送乙個應答訊號，這時主從裝置間的通訊就建立了，這個時候i2c匯流排將處於busy狀態，其他的裝置無法再使用匯流排，從而在匯流排上建立了乙個一對一的通訊。當通訊結束時，由主裝置傳送乙個stop訊號，釋放匯流排，其他的裝置就可以再次占用匯流排通訊了。
i2c上的主從裝置如何通訊？
在i2c匯流排上傳輸的資料都是8bit位為單位的，所以當主機要往從機寫資料時時序如下：
傳送start訊號
傳送7位位址+1個讀寫位0(0表示寫，1表示讀)
從機收到位址後，傳送ack應答訊號
主機收到應答訊號後傳送要寫的8位資料
若從機收到主機傳送的資料，傳送ack應答訊號
如果主機要繼續寫，那麼回到步驟4，如果寫完了那麼傳送stop訊號，終止通訊
當主機要從從機讀取資料時時序如下：
傳送start訊號
傳送7位位址+1個讀寫位1(0表示寫，1表示讀)
從機收到位址後，傳送ack應答訊號
主機收到應答訊號後等待接收從機的資料
從機傳送主機要讀取的資料
若主機收到從機傳送的資料，傳送ack應答訊號
如果主機要繼續讀，那麼回到步驟4，如果讀完了那麼傳送stop訊號，終止通訊
那麼在具體的使用場景中是什麼樣子呢？從機裝置內部往往有很多暫存器，如何讀寫這些暫存器呢？以rpr0521這個sensor作為從裝置的例項進行分析：
主機寫rpr0521中某個暫存器(暫存器的位址是8位的，暫存器中資料也是8位的)
主機傳送完7位的從機位址和寫位
主機傳送8位的要寫的從機的內部暫存器位址
從機收到後傳送ack
主機收到ack後，然後傳送要往這個暫存器寫的資料
主機讀rpr0521中某個暫存器的值(暫存器的位址是8位的，暫存器中資料也是8位的)
主機傳送完7位的從機位址和寫位(一定要注意，先寫然後讀)
主機傳送8位的要讀的從機的內部暫存器位址(用於確定要讀的暫存器的位址)
從機收到後傳送ack
主機收到ack後傳送7位的從機位址和讀位，然後等待接收資料
主機收到ack和從機傳送過來的資料
如果主機不讀了就傳送stop，如果繼續讀就回到步驟5(從機會自動傳送連續暫存器的資料)
常用debug手段
在實際專案中，通常會出現讀不到資料，那麼我們就需要debug，最常見的debug手段就是使用示波器抓時序，下圖是i2c資料傳輸的時序：
sda的資料在scl位高電平時保持穩定，在scl為低電平時資料改變，所以我們應該在時鐘週期的高電平期間讀取有效資料進行分析。
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