I2C总线

I2C（Inter-Integrated Circuit内置集成电路）总线，是由Philips公司推出的一种双向二进制同步串行通信标准，只需要两根线（串行时钟线SCL，串行数据线SDA，这两根线都是双向的）就可以完成总线上器件的数据传输。在总线上既可以只有一个主设备也可以有多个主设备，当多个主设备同时启动总线时，可以进行总线的冲突检测和总线仲裁。AT89C51是没有I2C总线的，但是可以使用两个I/O口进行模拟。连接到总线上的设备均采用漏极开路或集成电极开路，因此SCL、SDA需要连接上拉电阻连接到电源正极。在中线空闲时，SCL、STL保持高电平。I2C的标准传输率是100Kb/s，快速的是400Kb/s，高速下是3.4Mb/s。



这个是ARM中的图，但是也适用于AT89C51（使用两个I/O口进行模拟）。注意：在SCL、SDA上要接上拉电阻（一般是3~10KΩ，强调低功耗可以取得大些，如果强调高速率可以取得小些），且主机（通常是微控制器）和各个从机之间要共GND。
I2C要求有严格的时序要求，总线工作时，由SCL发送时钟脉冲，由SDA传送数据。总线协议规定：主节点在通信时都要使用起始信号、结束信号、发送数据、应答信号。总线传送的每一帧数据（排除起始，结束信号）均为1B，每发送完1B，接收器给一个应答信号。再启动总线后第一个字节的高7位是从节点的寻址地址，第8位为方向为（1表示主节点对从节点的写操作，0表示主节点对从节点的读操作）。

起始信号START：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
停止信号STOP：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。



应答信号ACK：SCL由主设备控制，在START信号之后，从设备在8个时钟脉冲的控制下接收到8b数据期间不发出任何信号，而在第9个时钟期间，从设备将SDA拉低表示应答。

数据传送：I2C协议规定，只有当SCL为低电平时才允许SDA上的数据改变，当SCL为高电平时，SDA必须保持稳定。因为，开始和结束信号都是发生在SCL为高电平的时候，如果在传送数据时，SDA发生电瓶变化会被认为是开始或停止信号。在传送数据时，高位在前。