I2C（Inter－Integrated Circuit）總線是一種由Philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備,。I2C總線產(chǎn)生于在80年代,，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)。由于其簡(jiǎn)單性,，如今方泛用于微控制器與各種功能模塊的連接,，可以說是學(xué)單片機(jī)的人，入門之后,，必定要涉及到的,。

　　I2C 總線實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在超過100 種不同的IC 上實(shí)現(xiàn),，而且得到超過50 家公司的許可，正因?yàn)槠浜?jiǎn)單和應(yīng)用廣泛,，因此其功能也越來不滿足人們的要求,，其速度也從原來的100Kbit/S，增加了快速模式,，其速度達(dá)400Kbit/S,，再后來也增加了高速模式，其速度更達(dá)3.4Mbit/S,。

　　二.功能和特點(diǎn)

　　I2C總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線,，所謂總線它上面可以掛多少器件，并且通個(gè)兩根線連接,，占用空間非常的小,，總線的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件,。它的另一優(yōu)點(diǎn)是多主控,，只要能夠進(jìn)行接收和發(fā)送的設(shè)備都可以成為主控制器，當(dāng)然多個(gè)主控不能同一時(shí)間工作,。

　　I2C總線有兩根信號(hào)線,，一根為SDA（數(shù)據(jù)線），一根為SCL（時(shí)鐘線）,。任何時(shí)候時(shí)鐘信號(hào)都是由主控器件產(chǎn)生,。

　　I2C總線在傳送數(shù)據(jù)的過程中，主要有三種控制信號(hào)：起始信號(hào),，結(jié)不信號(hào),，應(yīng)答信號(hào)

　　起始信號(hào)：當(dāng)SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí),，開始傳送數(shù)據(jù)

　　結(jié)束信號(hào)：當(dāng)SCL為高電平時(shí),，SDA由低電平轉(zhuǎn)為高電平時(shí)，結(jié)束數(shù)據(jù)傳送

　　應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后,，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出低電平信號(hào),，表示已收到數(shù)據(jù)。這個(gè)信號(hào)可以是主控器件發(fā)出,，也可以是從動(dòng)器件發(fā)出,。總之由接收數(shù)據(jù)的器件發(fā)出,。

　　這些信號(hào)中，起始信號(hào)是必需的,，結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào),，都可以不要,。

　　三.基本操作

　　下面我們以ATMEL公司的AT24C02來介紹I2C的基本操作

　　AT24C02是美國(guó)ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含256×8bit存儲(chǔ)空間,，具有工作電壓寬（2.5～5.5V）,、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn),。他在系統(tǒng)中始終為從動(dòng)器件,。

　　對(duì)AT24C02的操作主要有：字節(jié)讀，字節(jié)寫,，頁(yè)面讀,，頁(yè)面寫

　　首先發(fā)送起始信號(hào)，如下圖,，起始信號(hào)后必須是控制字,，

    控制字格式如下，其中高四位為器件類型識(shí)別符（不同的芯片類型有不同的定義,，EEPROM一般應(yīng)為1010）,，接著三位為片選，也就是三個(gè)地址位,，最后一位為讀寫控制位,，當(dāng)為1(Input)時(shí)為讀操作，為0(Output)時(shí)為寫操作,。

　　控制字后就是相應(yīng)的操作,，讀或?qū)懀欢ú灰Y(jié)束,，因?yàn)檫@個(gè)操作還沒有完成,，如果結(jié)束就等于放棄操作。

　　先來看寫操作,，寫操作分為字節(jié)寫和頁(yè)面寫兩種操作,，對(duì)于頁(yè)面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同，AT24C02為8字節(jié),，每寫一個(gè)字節(jié)后,，地址自動(dòng)加1。關(guān)于頁(yè)面寫的地址,、應(yīng)答和數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序參見圖3,，字節(jié)寫可以看成是只有一個(gè)字節(jié)的頁(yè)面寫，也就是寫一個(gè)數(shù)據(jù)后停止,。注意：寫一次需要一定時(shí)間,，一般為10ms，要等侍這個(gè)操作完成,。時(shí)序如下圖：

　　說明：對(duì)于AT24C02,，在控制字后還必須寫入地址,，這個(gè)地址是以后讀寫的起始地址。

　　讀操作有三種基本操作：當(dāng)前地址讀,、隨機(jī)讀和順序讀,。三種操作方法類似，只是讀的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不同,，可連續(xù)讀8個(gè)字節(jié),，圖4給出的是順序讀的時(shí)序圖，圖中共讀了四個(gè)數(shù)據(jù),，需要注意的是當(dāng)前的地址,，如果不是想要的，可以用寫操作,，重新寫入地址,。非常重要的是，每讀一個(gè)數(shù)據(jù)后,，必須置低SDA,，作為應(yīng)答，否則,，只能讀一個(gè)數(shù)據(jù),，后面的數(shù)據(jù)，因?yàn)槭盏讲粦?yīng)答信號(hào),，AT24C02就會(huì)認(rèn)為出錯(cuò),，停止操作。特別提醒的是,，當(dāng)SCL為低電平時(shí),，數(shù)據(jù)是可變的，因些只有SCL為高電平時(shí),，才能讀數(shù),。

    四.例程序（51匯編，測(cè)試單片機(jī)為AT89C51,，12M晶振）

　　電路連接如圖5,，其中A0，A1,，A2為地址線,，本例中全部接地，因此全部為0,。由于SCL和SDA為漏極開路輸出,，所以在使用時(shí)，需加上拉電阻。

　　五 . 結(jié)束語(yǔ)

　　在I2C總線的應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)總結(jié)為以下幾點(diǎn) :

　　1） 嚴(yán)格按照時(shí)序圖的要求進(jìn)行操作,，

　　2） 若與口線上帶內(nèi)部上拉電阻的單片機(jī)接口連接,，可以不外加上拉電阻,。

　　3） 程序中為配合相應(yīng)的傳輸速率,，在對(duì)口線操作的指令后可用NOP指令加一定的延時(shí)。

　　4） 為了減少意外的干擾信號(hào)將EEPROM內(nèi)的數(shù)據(jù)改寫可用外部寫保護(hù)引腳（如果有）,，或者在EEPROM內(nèi)部沒有用的空間寫入標(biāo)志字,，每次上電時(shí)或復(fù)位時(shí)做一次檢測(cè)，判斷EEPROM是否被意外改寫,。