时序

I2C 总线：规矩多的“老学究”

I2C 是半双工，只有两根线（SDA 数据，SCL 时钟）。它的时序非常讲究“信号”，所有的动作都在这一根 SDA 线上完成。

1. 起始信号 (Start) & 停止信号 (Stop)

这是 I2C 最独特的特征，只有在这两个时刻，SDA 才允许在 SCL 为高电平时变化。

• 起始 (Start)：
  • 状态：SCL 保持 高电平。
  • 动作：SDA 从 高 -> 低 (下降沿)。
  • 含义：“所有人注意，我要开始讲话了！”
• 停止 (Stop)：
  • 状态：SCL 保持 高电平。
  • 动作：SDA 从 低 -> 高 (上升沿)。
  • 含义：“通话结束，挂断。”

2. 写数据时序 (Write Sequence)

流程：Start -> 设备地址(写) -> ACK -> 寄存器地址 -> ACK -> 数据 -> ACK -> Stop

• 关键点：
  • 设备地址：7位地址 + 第8位是 0 (0 代表 Write)。
  • ACK (应答)：每发完8位数据，主机必须释放 SDA (拉高)，然后从机把 SDA 拉低，表示“我收到了”。如果从机不拉低（NACK），说明出错了。

3. 读数据时序 (Read Sequence) —— 这里有坑！

流程：Start -> 设备地址(写) -> ACK -> 寄存器地址 -> ACK -> Restart -> 设备地址(读) -> ACK -> 数据 -> NACK -> Stop

• 为什么要 Restart？

  • 因为你想读某个寄存器，必须先“写”过去告诉它是哪个寄存器。所以前半段是“写模式”。
  • 发完寄存器地址后，不能 Stop，而是直接再发一个 Start (叫 Repeated Start)，然后发送设备地址 + 第8位是 1 (1 代表 Read)。

• 为什么要 NACK？

  • 这是 I2C 的反直觉之处！主机读完最后一个字节数据后，必须发送 NACK (不拉低 SDA)，告诉从机：“我读完了，不要再发了”，然后发送 Stop。

特征	I2C (IIC)	SPI
开始信号	SCL高时，SDA 下降沿	CS 拉低
结束信号	SCL高时，SDA 上升沿	CS 拉高
读/写控制	靠地址字节的最后1位 (0写/1读)	靠发送具体的指令字节 (如 0x03 读)
数据采样	SCL高电平期间保持数据稳定	SCK 的上升沿或下降沿(看模式)
应答机制	必须有 ACK/NACK (第9个时钟)	无硬件应答 (发出去就不管了)
空闲状态	SDA 和 SCL 都是高电平 (上拉电阻)	CS 高，MOSI/MISO/SCK 看配置