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天我們來玩兒I2C。
I2C概述
I2C全稱是Inter-Integrated Circuit，是飛利浦半導體公司（06年遷移到NXP了）在1982年發明的，是使用非常廣泛的一種通訊協議，很多感測器、儲存晶片、OLED等，都是在使用I2C。標準輸出模式下能達到100kbps的傳輸速率，快速模式下能達到400kbps的傳輸速率，高速模式下能達到3.4Mbps，超高速下最快能達到5Mbps。
與UART一樣，IIC僅用兩條線在裝置間通訊：
SCL -- 時鐘訊號
SDA -- 資料訊號
I2C主機與從機之間共享時鐘訊號，時鐘始終由主機控制，匯流排下面可以掛多個裝置，是一種同步，多主，多從，半雙工的通訊協議，下面我們簡單介紹一下通訊原理：
預設情況下，兩條線都被上拉，SCL=1，SDA=1。
啟動與停止訊號：
通訊開始，要先發開啟動訊號，結束的時候，要傳送結束訊號。
開始訊號由主裝置發出啟動，具體為在SCL高電平期間，SDA從高電平切換到低電平；
停止訊號由主裝置發出結束，具體為在SCL高電平期間，SDA從低電平切換到高電平；
當然，在傳輸過程中，有時候需要更改資料方向，重新傳輸等，我們沒必要發停止訊號，直接重新發啟動訊號啟動即可。
地址位元組
我們的匯流排上可能掛很多從裝置，在我們主裝置傳送了啟動訊號之後，匯流排上的從裝置就都被“喚醒”了，等著主裝置傳送地址寵幸。所以這裡有一個從機地址的概念，從機地址以8位位元組傳送的，MSB在前，最後一位表示接下來讀或寫，所以高7位構成了從機地址，也可以看出，同一個匯流排上，可以定址128個從裝置。
一旦從裝置的地址匹配，就繼續讀取最後一位，低電平代表寫入，高電平代表讀取。其它從裝置就忽略後面的資料。
ACK與NACK
在每個位元組傳輸之後，接收裝置傳送一個應答訊號，確認或者不確認，接收裝置透過在SCL高電平期間，將SDA拉低生成一個確認訊號ACK，拉高生成一個不確認訊號NACK，這裡ACK主要用於表示位元組正確傳輸了，NACK表示資料傳輸有錯誤，需要從新傳送。應答訊號主裝置，從裝置都可以產生，比如，主裝置從從裝置讀取最後一個位元組的資料後，就要傳送NACK結束傳輸。
資料訊號
資料以8位位元組格式傳輸，高位元組在前，傳輸的位元組數量沒有限制，但是每個位元組後面必須要有一個資料接收方產生的應答訊號。傳輸過程中，SCL為低的時候，SDA資料可以改變，SCL為高的時候，SDA的資料必須穩定。
命令位元組
當寫入或讀取從裝置中特定暫存器時，主機首先要向已定址的從機寫入暫存器地址，其實也是一個資料位元組，我們這裡稱之為命令位元組。
寫入裝置
主裝置在發出啟動訊號之後，緊著著傳送要操作從裝置的地址，最後一位為低電平表示接下來寫入資料，然後在時鐘訊號下一位一位的寫入資料，在從裝置發出ACK應答之後，傳送結束訊號結束通訊。
讀取資料
主裝置在發出啟動訊號之後，緊著著傳送要操作從裝置的地址，最後一位為高電平表示接下來讀取資料，然後接管SDA資料線並在時鐘的控制下向主裝置傳送資料，主裝置同樣要在每個位元組接收完畢的時候傳送ACK響應，當主裝置不想接收的時候，就在最後一個位元組接收後傳送NACK響應，然後恢復對匯流排的控制併傳送結束訊號。
SCL的控制權始終在主機這裡。
當然，實際還要很多組合傳輸協議，這裡由於篇幅問題就不展開說了，基本上大同小異，我們根據不同裝置的資料手冊來傳輸就可以啦。I2C還有很多特性，快速命令，仲裁，多主控等等，普通的應用接觸不到，感興趣的小夥伴自行研究下。