I2C(IIC)屬于兩線式串行總線，由飛利浦公司開發(fā)用于微控制器(MCU)和外圍設備(從設備)進行通信的一種總線，屬于一主多從(一個主設備(Master)，多個從設備(Slave))的總線結(jié)構(gòu)，總線上的每個設備都有一個特定的設備地址，以區(qū)分同一I2C總線上的其他設備。

物理I2C接口有兩根雙向線，串行時鐘線（SCL）和串行數(shù)據(jù)線（SDA）組成，可用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，但是通信都是由主設備發(fā)起，從設備被動響應，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

1. 主設備發(fā)送起始（START）信號

2. 主設備發(fā)送設備地址到從設備

3. 等待從設備響應(ACK)

4. 主設備發(fā)送數(shù)據(jù)到從設備，一般發(fā)送的每個字節(jié)數(shù)據(jù)后會跟著等待接收來自從設備的響應(ACK)

5. 數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，主設備發(fā)送停止(STOP)信號終止傳輸

1. 設備發(fā)送起始（START）信號

2. 主設備發(fā)送設備地址到從設備

3. 等待從設備響應(ACK)

4. 主設備接收來自從設備的數(shù)據(jù)，一般接收的每個字節(jié)數(shù)據(jù)后會跟著向從設備發(fā)送一個響應(ACK)

5. 一般接收到最后一個數(shù)據(jù)后會發(fā)送一個無效響應(NACK)，然后主設備發(fā)送停止(STOP)信號終止傳輸

注：具體通信過程需視具體時序圖而定

就是使用芯片上的I2C外設，也就是硬件I2C，它有相應的I2C驅(qū)動電路，有專用的IIC引腳，效率更高，寫代碼會相對簡單，只要調(diào)用I2C的控制函數(shù)即可，不需要用代碼去控制SCL、SDA的各種高低電平變化來實現(xiàn)I2C協(xié)議，只需要將I2C協(xié)議中的可變部分（如：從設備地址、傳輸數(shù)據(jù)等等）通過函數(shù)傳參給控制器，控制器自動按照I2C協(xié)議實現(xiàn)傳輸，但是如果出現(xiàn)問題，就只能通過示波器看波形找問題。

軟件模擬I2C比較重要，因為軟件模擬的整個流程比較清晰，哪里出來bug，很快能找到問題，模擬一遍會對I2C通信協(xié)議更加熟悉。

如果芯片上沒有IIC控制器，或者控制接口不夠用了，通過使用任意IO口去模擬實現(xiàn)IIC通信協(xié)議，手動寫代碼去控制IO口的電平變化，模擬IIC協(xié)議的時序，實現(xiàn)IIC的信號和數(shù)據(jù)傳輸，下面會講到根據(jù)通信協(xié)議如何用軟件去模擬。

IIC總線協(xié)議無非就是幾樣東西：起始信號、停止信號、應答信號、以及數(shù)據(jù)有效性。

時鐘線（SCL）和數(shù)據(jù)線（SDA）接上拉電阻，默認高電平，表示總線是空閑狀態(tài)。

從設備地址用來區(qū)分總線上不同的從設備，一般發(fā)送從設備地址的時候會在最低位加上讀/寫信號，比如設備地址為0x50，0表示讀，1表示寫，則讀數(shù)據(jù)就會發(fā)送0x50，寫數(shù)據(jù)就會發(fā)送0x51。

I2C通信的起始信號由主設備發(fā)起，SCL保持高電平，SDA由高電平跳變到低電平。

// 起始信號 void IIC_start(void)
{ // 1.首先把數(shù)據(jù)線設置為輸出模式 // 總線空閑, SCL和SDA輸出高 SCL = 1;  
    SDA = 1;
    delay_us(5); // SDA由高變低 SDA = 0;
    delay_us(5); // 拉低SCL開始傳輸數(shù)據(jù) SCL = 0;
}

// 停止信號 void IIC_stop(void)
{ // 1.首先把數(shù)據(jù)線設置為輸出模式 // 拉高時鐘線 SDA = 0;
    delay_us(5);
    SCL = 1;
    delay_us(5); // SDA由低變高 SDA = 1;
}

// 等待ACK   1-無效    0-有效 u8 IIC_wait_ack(void)
{
    u8 ack = 0; // 數(shù)據(jù)線設置為輸入 // 拉高時鐘線 SCL = 1;
    delay_us(5); // 獲取數(shù)據(jù)線的電平 if(SDA)
    { // 無效應答 ack = 1;
        IIC_stop();
    } else { // 有效應答 ack = 0; // 拉低SCL開始傳輸數(shù)據(jù) SCL = 0;
        delay_us(5);
    } return ack;
}

void IIC_ack(u8 ack)
{ // 數(shù)據(jù)線設置為輸出 SCL = 0;
    delay_us(5); if(ack)
        SDA = 1; // 無效應答 else SDA = 0; // 有效應答  delay_us(5);
    SCL = 1; // 保持數(shù)據(jù)穩(wěn)定 delay_us(5); // 拉低SCL開始傳輸數(shù)據(jù) SCL = 0;
}