I2C Transfer

Definition of timing

想要深入探討 I2C 協議，必須深刻理解各種時間的定義(F/S-mode)

Sr 重新啟動，S 啟動，P 停止。

note：SCL 高電平的時候，SDA 是高就是 1，是低就是 0。SCL 低電平期間，SDA 變換數據。

note：起始條件很容易理解，重復起始條件就是沒有STOP，再來了一個 START，然后發送另外一個從設備 ID，訪問其他從設備。

定義術語

1.數據有效性

在 SCL 高電平期間，SDA 必須穩定，所以一般情況下，SCL 高電平寬度小，SDA 高電平寬度大，用示波器看也是這樣的。

2.起始條件和停止條件

起始條件：SCL 高電平時，SDA 由高變低。

停止條件：SCL 高電平時，SDA 由低變高。

一般每傳輸一個字節(8 bit)，就會重新開始。SDA 在 SCL 是低電平期間變換數據，不可以在 SCL 高電平期間變換數據，否則會認為是 起始和停止條件。

• 傳輸長度必須是一個字節(8 bit)
• 每次傳輸的字節不受限制
• 數據必須以 MSB 開頭進行傳輸，也就是先傳輸最高位
• 從機可以將時鐘線 SCL 保持在低位，迫使主機進入等待狀態。

3.ACK or NACK

每次傳輸完一個字節以后，從設備要進行一個回應，回應 ACK 或者 NACK。

ACK ：在傳輸 8 bit 以后，在第九個 bit ，SCL 高電平，如果 SDA 是低電平，說明回應了 ACK。

NACK：在傳輸 8 bit 以后，在第九個 bit ，SCL 高電平，如果 SDA 是高電平，說明回應了 NACK。

4.write data

5.read data

6.復合格式

7.I2C Transfer Regulation

• 以 START 條件開始
• 以 STOP 條件結束
• 傳輸的第一個字節為 7bit 從機地址 + 1bit 讀寫位
• 每個總線上的設備都會比較 STRAT 信號后面的 7bit 地址與自己的地址是否匹配
• 每個 byte(8 bits) 后面都會有 ACK 或者 NACK
• 在 START 信號或者 repeated START 信號后，從機必須重置自己的總線邏輯
• 一個 START 后面緊跟著一個 STOP 信號，是非法格式
• 主機 master 可以不產生 STOP 信號，而是直接產生一個 repeated START 信號+另外一個設備地址，直接開始訪問另外一個設備

8.10-bit addressing

解析如下：

A9-A0 表示 10bits 地址

9、示波器波形圖

10.補充

I2C 不支持從設備在 SCL 和 SDA 總線上發起一個中斷，通知主設備來讀數據。有中斷需求的從設備需要額外接一根中斷線，通知主控數據已經準備好，讓主控發起讀數據的操作。