news 2026/5/25 10:18:48

I2C与SPI

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张小明

前端开发工程师

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I2C与SPI

它们是嵌入式系统和电子设备中两种最重要、最常用的串行通信协议,用于在芯片之间进行短距离、板级的数据交换。

我们可以把它们想象成设备之间“对话”的两种不同方式,各有各的规则和适用场景。

1、I2C(Inter-Integrated Circuit,集成电路总线)

        I2C是一种多主从、半双工、同步、串行的通信总线。它的核心设计理念是用最少的连线连接多个设备

特性

        (1)线路数量少只需要两根线

                SDA:数据线,用于双向传输数据

                SCL:时钟线,由主设备产生,同步数据传输。

        (2)多主多从:总线上可以挂载多个主设备(如多个微控制器)和多个从设备(如传感器、            EEPROM、RTC时钟芯片等)。

        (3)地址寻址:每个从设备都有一个唯一的7位或者10位地址(由芯片制造商设定或部分引            脚配置)。主设备通过发送地址来“呼叫”特定的从设备,然后进行读写操作。这是实现多设            备连接的关键。

        (4)半双工

                同一时刻,数据线只能在一个方向上传输数据(要么主发从收,要么从发主收)。

        (5)速度

                标准模式(100kbps)、快速模式(400kbps)、高速模式(3.4Mbps)等。速度不如                SPI快。

通信过程:

        (1)主设备在SCL上产生时钟脉冲。

        (2)主设备通过SDA发送一个起始信号,然后是从设备地址(7位)+读写位。

        (3)被“呼叫”的从设备发回一个应答信号。

        (4)之后,主从设备开始传输数据

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