I2C 协议规范版本 2.1 (2000年1月)

简介：
I2C（Inter-Integrated Circuit）协议是由Philips开发的用于IC与IC之间高效通信的标准总线协议。此文档为该协议的第二版第一修订版，发布于2000年1月，详细规定了I2C的工作模式、数据传输规则等技术细节。 I2C协议是一种多主机串行总线通信标准，在1980年代由Philips半导体公司（现NXP半导体）推出，用于连接低速外围设备到主板处理器、嵌入式系统或移动设备等。它是两线制的串行通讯协议，仅需两条线路实现多个设备间的数据交换：一条为串行数据线SDA和另一条为时钟线SCL。 I2C协议规范V2.1（发布于2000年）涵盖了以下主要知识点： ### 1. I2C总线的特征与设计优势 - 设计师可利用此协议简化电路设计，并通过提供共享通信通道实现设备间数据交换。 - 制造商能够使用多种支持I2C标准的产品，便于制造和集成。 ### 2. I2C总线概念与结构 - 总线由两条信号线路组成：SDA（串行数据）和SCL（时钟），用于多设备间的通信； - 支持多主机操作、仲裁机制及同步时钟功能。 ### 3. 数据传输 - 数据以8位字节形式发送，接收方在接收到每个字节后返回应答信号(ACK)表示数据成功接收。 - 当多个主控器试图同时控制总线时，I2C协议通过仲裁解决冲突问题。 ### 4. 地址格式 - 设备地址采用7位加方向位构成的8位形式； - 同样支持10位地址格式以增加可连接设备数量。 ### 5. 传输速率与模式 - 标准模式：数据传输速率为100kbps。 - 快速模式：400kbps的数据传输速度。 - 高速模式（Hs-mode）：最大3.4Mbps的通信速率。 ### 6. 电气特性与时序要求 - 定义了I2C设备与总线线路连接时所需的电气参数，包括电阻范围等； - 规定了设备响应时间及其他关键时序规范。 ### 7. 特殊功能及扩展应用 - 描述起始和停止条件以定义数据传输的开始和结束。 - 对于混合速度系统的桥接器提出了详细的时序要求。 - 高速模式下的设备可以在较低的速度下运行，并规定了不同速率间通信的具体需求。 - 讨论I2C总线与CBUS（Camera Bus）兼容性问题。 ### 8. 应用信息和优化建议 - 提供快速模式设备的斜率控制输出级指导； - 对于快速模式设备，推荐可切换上拉电路设计方法； - 给出布线指南以提高I2C总线性能。 这份规范全面解释了I2C技术细节与工作原理，为工程师提供了实现不同I2C兼容设备间通信的详细参考。通过遵循这些标准，可以确保产品与其他支持该协议的产品无缝连接和交互，在工业电子、消费类电子产品以及汽车领域中广泛应用。此外，此文档还反映了随着新技术的发展需求不断更新和完善的过程。