数据的有效性

SDA数据线必须在SCL时钟线的高电平周期保持稳定，在SCL时钟线的低电平周期才可改变高低电平。

图1 I2C总线的位传输

起始和停止条件

起始条件（S）：SCL时钟线保持高电平时，SDA数据线从高电平向低电平切换；

停止条件（P）：SCL时钟线保持高电平时，SDA数据线从低电平向高电平切换。

图2 I2C总线的起始和停止条件

字节格式

发送到SDA数据线的每个字节必须为8位。每次传输可以发送的字节数量不受限制。每个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是最高位（MSB）。

图3 I2C总线的数据传输

响应（应答）

数据传输必须带响应。在响应的时钟脉冲期间，发送器释放SDA数据线（高）；接收器必须将SDA数据线拉低，使之在这个时钟脉冲的高电平期间保持稳定的低电平。响应位的数据状态遵循“谁接收谁产生”的原则，即总是由接收器产生响应位。此过程必须考虑建立和保持时间。

图4 I2C总线的响应

7位的地址格式

在起始条件（S）后，发送一个从机地址。这个地址共有7位，紧接着的是第八位的数据方向位（R/W’)。数据传输一般由主机产生的停止位（P）终止。如果主机仍希望在总线上通信，它可以产生重复其实条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是首先产生一个停止位。

图5 完整的数据传输

可能的数据传输格式有：

1. 主机（发送器）发送到从机（接收器）。传输的方向不会改变。见图6。

2. 在第一个字节后，主机立即读从机。见图7。在第一次响应时，从机（发送器）变成主机（接收器），从机（接收器）变成从机（发送器）。第一次响应仍有从机产生。之前发送了一个不响应信号（A‘）的主机产生停止条件。

3. 复合格式，见图8。传输改变方向的时候，起始条件和从机地址都会被重复。但R/W’位取反。如果主机（接收器）发送一个重起始条件，它之前应该发送一个不响应信号（A‘）。

图6 主机（发送器）用7位地址寻址从机（接收器），传输方向不变

图7 在第一个字节后，主机立即读从机

图8 符合格式

信号连接示意图

图9 I2C总线信号连接示意图

参考

1.Philips Semiconductors, The I2C SPECIFICATION V2.1, 2000.02

2. 周立功单片机, I2C总线概要, 2006.11

3. 周立功单片机, 虚拟I2C汇编程序软件包

4. 何立民, I2C总线应用设计, 1995, 北京航天航空大学出版社