你好，我是愛吃魚香ROS的小魚。本節(jié)主要介紹I2C協(xié)議，并將其主要特點(diǎn)拎出來(lái)和大家說(shuō)說(shuō)。

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網(wǎng)上關(guān)于I2C協(xié)議介紹的有很多，但大都非常細(xì)致，將高低電平數(shù)據(jù)協(xié)議等等都介紹了，但新手學(xué)習(xí)時(shí)不用關(guān)注那么多底層的東西，比起了解通信原理，了解它是什么，怎么用對(duì)我們更加重要。

一、I2C是一種總線通訊協(xié)議

和之前我們介紹的串口通信類似，I2C也是一種通信協(xié)議。但它是一種總線通訊協(xié)議，也就是說(shuō)，一個(gè)I2C可以連接多個(gè)設(shè)備，物理連接上像這樣。

那它串的設(shè)備數(shù)量有沒有上限呢？有的，上限是127個(gè)。

那為什么我們都是用18和19來(lái)驅(qū)動(dòng)OLED和MPU6050呢？原因很簡(jiǎn)單，他們都是連在同一跟線上。

上原理圖

像ESP32這種引腳資源匱乏的單片機(jī)，引腳的復(fù)用就顯得很重要了，這里我們就將OLED和MPU6050都接在同一個(gè)I2C上，減少引腳占用。

二、I2C是一種兩線協(xié)議

在上幾節(jié)我們驅(qū)動(dòng)OLED和IMU的時(shí)候，都導(dǎo)入了"Wire.h"，這個(gè)就是Arudino提供的好的頭文件。我們使用的Wire的定義如下

TwoWire Wire = TwoWire(0);

TwoWire也就是兩線的意思，兩線也就是一個(gè)是SCL，一個(gè)是SDA

SCL即時(shí)鐘線，以一個(gè)固定的周期進(jìn)行電平變換，SDA即數(shù)據(jù)線，用于數(shù)據(jù)的傳輸，這樣說(shuō)有些抽象，小魚用邏輯分析儀 截取了一段OLED初始化時(shí)的SCl（GPIO18）和SDA（GPIO19）上的電平變化 ，并分析出其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

再放大一些看

可以直觀的看到SCL在數(shù)據(jù)傳輸開始前一直保持高電平，SDA變成了低電平，這意為著數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始，也就是那個(gè)綠點(diǎn)的地方。

根據(jù)I2C協(xié)議規(guī)定：SCL處于高電平時(shí)，SDA由高到低變化，這種信號(hào)是起始信號(hào)。

繼續(xù)觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在 傳輸過(guò)程中SCL引腳電平在以一個(gè)固定的周期來(lái)回跳變 ，從機(jī)這邊 當(dāng)檢測(cè)到SCL電平跳變后就開始讀取SDA上的的電平，高記為1,低記為0 。所以你可以看到邏輯分析儀檢測(cè)到 八個(gè)上升箭頭，一共傳輸了八位數(shù)據(jù)，這八位數(shù)據(jù)用16進(jìn)制表示就是0X3C 。

0X3C是什么，就是我們OLED的設(shè)備地址，所以這段信號(hào)的意思就是，我接下來(lái)要給0X3C的設(shè)備發(fā)數(shù)據(jù)了，請(qǐng)編號(hào)為0X3C的設(shè)備準(zhǔn)備接收。

這個(gè)信號(hào)會(huì)被0X3C的設(shè)備接收和處理，而同一總線上ID非0X3C的接收到數(shù)據(jù)后就會(huì)將其扔掉，這就是I2C支持多個(gè)設(shè)備的核心原因。

在我們的開發(fā)板上，OLED的默認(rèn)地址為：0X3C，IMU的默認(rèn)地址為：0x68

附件:OLED初始化時(shí)I2C引腳數(shù)據(jù)圖

從該表可以看出，數(shù)據(jù)從905ms開始，到907ms完成了初始化數(shù)據(jù)的傳輸，下一節(jié)我們將按照這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容編寫代碼，初始化OLED。

三、I2C是一種半雙工協(xié)議

上面我們仔細(xì)分析了I2C協(xié)議，SCL用于周期的變換，SDA用于傳輸數(shù)據(jù)，所以同一時(shí)間，SDA要么用于接收，要么用于發(fā)送。所以我們可以得到I2C是一種半雙工協(xié)議，同一時(shí)間只能進(jìn)行接收或發(fā)送。

四、總結(jié)

本節(jié)小魚帶你從I2C協(xié)議信號(hào)入手，詳細(xì)介紹了I2C數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，如果你手頭也有邏輯分析工具，也可以嘗試進(jìn)行分析，開發(fā)板設(shè)計(jì)的也非常人性化，你可以這樣隨手拿幾個(gè)杜邦線就可以接入進(jìn)行測(cè)量。