I2C协议解析

I2C有两条线：一条SCL时钟线，一条SDA数据线，具有双向传输的特性。一个I2C控制器可以和多个从设备通讯，通过不同的通信地址来区分它们，这一点和SPI不同，SPI是通过片选信号来区分的，所以线路上I2C更为简单。

图中表示I2C主机和从设备的连接方式

I2C状态的解析

1、空闲状态
SCL：高
SDA：高

2、开始信号：
SCL：高
SDA：高->低（跳变信号）

3、停止信号：
SCL：高
SDA：低->高（跳变信号）

4、ACK信号：
在传输完一个字节后的第九个时钟
SCL：高
SDA：低

5、NACK信号：
在传输完一个字节后的第九个时钟
SCL：高
SDA：高

数据的有效性

当开始传输数据的时候，I2C是在SCL为高电平的时候采样，所以在SCL为高电平的时候必须要保证SDA稳定，否则会导致通信失败，SDA改变电平只能在SCL为低电平的时候。

ACK/NACK的说明

1、主机向从机发送数据，从机无法接收或者无法识别解析数据时，会发送NACK
2、从机向主机发送数据，主机不想接收了，主机会发送NACK信号，这时从机就会释放SDA总线，好让主机接下来发送停止信号。

发起通信的流程

首先主机会线拉低SDA总线，标志我要开始通信了，接下来主机会发送 7bit的地址+1bit的读写位 如果某个从设备地址和主机发的地址吻合，就会发出一个ACK信号，通信就此建立。之后的读写操作，要具体看从设备的通讯规范，比如读一个寄存器可能要如下操作：

图中，灰色表示主机发送，白色表示从机发送。主机之所以如此发送数据，是根据从机的通信手册来的，并不是标准的I2C协议规定的，主机并不知道这些数据的意义，只有从机知道。

又比如写一个寄存器写一个寄存器：

文中的图片来源于https://blog.****.net/bleauchat/article/details/84975456?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522158484350319725211909777%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130056874…%2522%257D&request_id=158484350319725211909777&biz_id=0&utm_source=distribute.pc_search_result.none-task