I2C总线的基础知识

　　I2C总线是双向、两线（SCL、SDA）、同步、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有竞争检测和总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在I2C的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。

　　如果用GPIO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口（SDA），另外还需一个输出口（SCL）。

　　I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。I2C能用于替代标准的并行总线，能连接各种集成电路和功能模块。只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA一条串行时钟线SCL。

　　I2C是多主控总线，总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备自己的能力，任何能够进行发送和接收的设备都能像主控器一样工作，并控制总线。当然，在任何时间点上只能有一个主控，如果两个或更多主机同时初始化数据传输可以通过冲突检测和仲裁，防止数据被破坏。

　　一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。同步时钟允许器件通过总线以不同的波特率进行通信。同步时钟可以作为停止和重新启动串行口发送的握手方式。

　　由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。

　　串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s。

　　片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波保证数据完整。I2C使用上拉电阻，抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容400pF限制。