工作過程

　　總線上的所有通信都是由主控器引發的。在一次通信中，主控器與被控器總是在扮演著兩種不同的角色。

　　1.主設備向從設備發送數據 主設備發送起始位，這會通知總線上的所有設備傳輸開始了，接下來主機發送設備地址，與這一地址匹配的slave將繼續這一傳輸過程，而其它slave將會忽略接下來的傳輸并等待下一次傳輸的開始。主設備尋址到從設備后，發送它所要讀取或寫入的從設備的內部寄存器地址； 之后，發送數據。數據發送完畢后，發送停止位。（這段看不懂就別看了，沒什么用）

　　寫入過程如下： 發送起始位

　　1）發送從設備的地址和讀/寫選擇位；釋放總線，等到EEPROM拉低總線進行應答；如果EEPROM接收成功，則進行應答；若沒有握手成功或者發送的數據錯誤時EEPROM不產生應答，此時要求重發或者終止。

　　2）發送想要寫入的內部寄存器地址；EEPROM對其發出應答； 3）發送數據 4）發送停止位。

　　5）EEPROM收到停止信號后，進入到一個內部的寫入周期，大概需要10ms，此間任何操作都不會被EEPROM響應

　　詳細：

　　需要說明的是：①主控器通過發送地址碼與對應的被控器建立了通信關系，而掛接在總線上的其它被控器雖然同時也收到了地址碼，但因為與其自身的地址不相符合，因此提前退出與主控器的通信；

　　2.主控器讀取數據的過程：

　　讀的過程比較復雜，在從slave讀出數據前，你必須先要告訴它哪個內部寄存器是你想要讀取的，因此必須先對其進行寫入（dummy write）： 1）發送起始位；

　　2）發送slave地址+write bit set； 3）發送內部寄存器地址；

　　4）重新發送起始位，即restart； 5）重新發送slave地址+read bit set； 6）讀取數據

　　主機接收器在接收到最后一個字節后，也不會發出ACK信號。于是，從機發送器釋放 SDA線，以允許主機發出P信號結束傳輸。 7）發送停止位

　　詳細：

　　2、數據傳送格式 （1）字節傳送與應答

　　每一個字節必須保證是8位長度。數據傳送時，先傳送最高位（MSB），每一個被傳送的字節后面都必須跟隨一位應答位（即一幀共有9位）。

　　由于某種原因從機不對主機尋址信號應答時（如從機正在進行實時性的處理工作而無法

　　接收總線上的數據），它必須將數據線置于高電平，而由主機產生一個終止信號以結束總線的數據傳送。

　　如果從機對主機進行了應答，但在數據傳送一段時間后無法繼續接收更多的數據時，從機可以通過對無法接收的第一個數據字節的“非應答”通知主機，主機則應發出終止信號以結束數據的繼續傳送。

　　當主機接收數據時，它收到最后一個數據字節后，必須向從機發出一個結束傳送的信號。這個信號是由對從機的“非應答”來實現的。然后，從機釋放SDA線，以允許主機產生終止信號。

　　（2）數據幀格式

　　I2C總線上傳送的數據信號是廣義的，既包括地址信號，又包括真正的數據信號。 在起始信號后必須傳送一個從機的地址（7位），第8位是數據的傳送方向位（R/），用“0”表示主機發送數據（T），“1”表示主機接收數據（R）。每次數據傳送總是由主機產生的終止信號結束。但是，若主機希望繼續占用總線進行新的數據傳送，則可以不產生終止信號，馬上再次發出起始信號對另一從機進行尋址。

　　在總線的一次數據傳送過程中，可以有以下幾種組合方式：

　　a、主機向從機發送數據，數據傳送方向在整個傳送過程中不變：

　　注：有陰影部分表示數據由主機向從機傳送，無陰影部分則表示數據由從機向主機傳送。 A表示應答， 表示非應答（高電平）。S表示起始信號，P表示終止信號。

　　b、主機在第一個字節后，立即由從機讀數據

　　c、在傳送過程中，當需要改變傳送方向時，起始信號和從機地址都被重復產生一次，但兩次讀/寫方向位正好反相。

　　6、總線的尋址

　　I2C總線協議有明確的規定：采用7位的尋址字節（尋址字節是起始信號后的第一個字節）。

　　（1）尋址字節的位定義

　　D7～D1位組成從機的地址。D0位是數據傳送方向位，為“0”時表示主機向從機寫數據，為“1”時表示主機由從機讀數據。

　　主機發送地址時，總線上的每個從機都將這7位地址碼與自己的地址進行比較，如果相同，

　　則認為自己正被主機尋址，根據R/位將自己確定為發送器或接收器。 從機的地址由固定部分和可編程部分組成。在一個系統中可能希望接入多個相同的從機，從機地址中可編程部分決定了可接入總線該類器件的最大數目。如一個從機的7位尋址位有4位是固定位，3位是可編程位，這時僅能尋址8個同樣的器件，即可以有8個同樣的器件接入到該I2C總線系統中。

　　（2）尋址字節中的特殊地址

　　固定地址編號0000和1111已被保留作為特殊用途。

　　起始信號后的第一字節的8位為“0000 0000”時，稱為通用呼叫地址。通用呼叫地址的用意在第二字節中加以說明。格式為：

　　第二字節為 06H（0110）時，所有能響應通用呼叫地址的從機器件復位，并由硬件裝入從機地址的可編程部分。能響應命令的從機器件復位時不拉低SDA和SCL線，以免堵塞總線。

　　第二字節為 04H（0100）時，所有能響應通用呼叫地址并通過硬件來定義其可編程地址的從機器件將鎖定地址中的可編程位，但不進行復位。

　　如果第二字節的方向位B為“1”，則這兩個字節命令稱為硬件通用呼叫命令。 在這第二字節的高7位說明自己的地址。接在總線上的智能器件，如單片機或其他微處理器能識別這個地址，并與之傳送數據。硬件主器件作為從機使用時，也用這個地址作為從機地址。格式為：

　　在系統中另一種選擇可能是系統復位時硬件主機器件工作在從機接收器方式，這時由系統中的主機先告訴硬件主機器件數據應送往的從機器件地址，當硬件主機器件要發送數據時就可以直接向指定從機器件發送數據了。

　　（3）起始字節

　　起始字節是提供給沒有I2C總線接口的單片機查詢I2C總線時使用的特殊字節。 不具備I2C總線接口的單片機，則必須通過軟件不斷地檢測總線，以便及時地響應總線的請求。單片機的速度與硬件接口器件的速度就出現了較大的差別，為此，I2C總線上的數據傳送要由一個較長的起始過程加以引導。

　　引導過程由起始信號、起始字節、應答位、重復起始信號（Sr）組成。

　　請求訪問總線的主機發出起始信號后，發送起始字節（0000 0001），另一個單片機可以用一個比較低的速率采樣SDA線，直到檢測到起始字節中的7個“0”中的一個為止。在檢測到SDA線上的高電平后，單片機就可以用較高的采樣速率，以便尋找作為同步信號使用的第二個起始信號Sr。

　　在起始信號后的應答時鐘脈沖僅僅是為了和總線所使用的格式一致，并不要求器件在這個脈沖期間作應答。

　　總線數據傳送的模擬