I2C(IIC)属于两线式串行总线，由飞利浦公司开发用于微控制器(MCU)和外围设备(从设备)进行通信的一种总线，属于一主多从(一个主设备(Master)，多个从设备(Slave))的总线结构，总线上的每个设备都有一个特定的设备地址，以区分同一I2C总线上的其他设备。
文章首发微信公众号：混说Linux，欢迎大家关注获取更多相关文章。
IIC通信协议，搞懂这篇就够了
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwNDQwMjIwNQ==&mid=2247484368&idx=1&sn=0af552051a01299b9e23db15b0e7f602&chksm=96c1f8a2a1b671b496fc2d0de57275d70f22b2fa8f308e8b3b4742938517976b877e62cdaca9#rd
物理I2C接口有两根双向线，串行时钟线（SCL）和串行数据线（SDA）组成，可用于发送和接收数据，但是通信都是由主设备发起，从设备被动响应，实现数据的传输。
I2C主设备与从设备的一般通信过程
一. 主设备给从设备发送/写入数据：
二. 主设备从从设备接收/读取数据
注：具体通信过程需视具体时序图而定
I2C通信的实现
一. 使用I2C控制器实现
二. 使用GPIO通过软件模拟实现
I2C通信协议
IIC总线协议无非就是几样东西：起始信号、停止信号、应答信号、以及数据有效性。
一. 空闲状态
时钟线（SCL）和数据线（SDA）接上拉电阻，默认高电平，表示总线是空闲状态。
二. 从设备地址
从设备地址用来区分总线上不同的从设备，一般发送从设备地址的时候会在最低位加上读/写信号，比如设备地址为0x50，0表示读，1表示写，则读数据就会发送0x50，写数据就会发送0x51。
三. 起始(START)信号
I2C通信的起始信号由主设备发起，SCL保持高电平，SDA由高电平跳变到低电平。
// 起始信号
void IIC_start(void)
{
// 1.首先把数据线设置为输出模式
// 总线空闲, SCL和SDA输出高
SCL = 1;
SDA = 1;
delay_us(5);
// SDA由高变低
SDA = 0;
delay_us(5);
// 拉低SCL开始传输数据
SCL = 0;
}四. 停止(STOP)信号
I2C通信的停止信号由主设备终止，SCL保持高电平，SDA由低电平跳变到高电平。
// 停止信号
void IIC_stop(void)
{
// 1.首先把数据线设置为输出模式
// 拉高时钟线
SDA = 0;
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
// SDA由低变高
SDA = 1;
}五. 数据有效性
I2C总线进行数据传送时，在SCL的每个时钟脉冲期间传输一个数据位，时钟信号SCL为高电平期间，数据线SDA上的数据必须保持稳定，只有在时钟线SCL上的信号为低电平期间，数据线SDA上的高电平或低电平状态才允许变化，因为当SCL是高电平时，数据线SDA的变化被规定为控制命令（START或STOP，也就是前面的起始信号和停止信号）。
六. 应答信号(ACK：有效应答，NACK：无效应答)
接收端收到有效数据后向对方响应的信号，发送端每发送一个字节(8位)数据，在第9个时钟周期释放数据线去接收对方的应答。
发送数据需要等待接收方的应答：
// 等待ACK 1-无效 0-有效
u8 IIC_wait_ack(void)
{
u8 ack = 0;
// 数据线设置为输入
// 拉高时钟线
SCL = 1;
delay_us(5);
// 获取数据线的电平
if(SDA)
{ // 无效应答
ack = 1;
IIC_stop();
}
else
{ // 有效应答
ack = 0;
// 拉低SCL开始传输数据
SCL = 0;
delay_us(5);
}
return ack;
}
接收数据需要向发送方发送应答：
void IIC_ack(u8 ack)
{
// 数据线设置为输出
SCL = 0;
delay_us(5);
if(ack)
SDA = 1; // 无效应答
else
SDA = 0; // 有效应答
delay_us(5);
SCL = 1;
// 保持数据稳定
delay_us(5);
// 拉低SCL开始传输数据
SCL = 0;
}注：公众号后台发送 “IIC” 即可获取基于STM32上实现软件模拟IIC的完整代码。
微信公众号：混说Linux
点击原文：《IIC通信协议，搞懂这篇就够了》
