I2C 串列匯流排

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當初接這份工作時，剛到公司沒多久，就得用C實作出軟體的SPI介面。說實話，用軟體實做SPI和I2C通訊介面不難，只要照著spec的 timing圖動作，就不會錯了，用硬體來做更是簡單。比較常出問題的地方，反而是硬體周邊設計不良(如I2C pull high電阻阻值不恰當)，layout不遵照spec建議，或寫軟體的人未完全遵照spec定義的protocol作動。有時候也會遇到IC本身的硬體 介面有bug(例如PIC16F877A的早期版本，詳細內容可google “PIC16F MSSP errata”)，不過和前述的錯誤比起來，IC本身錯誤的出現機率低很多。

有關I2C的詳細介紹請參照 http://en.wikipedia.org/wiki/I²C 
這裡就不多廢話，直接舉例
以寫入I2C的EEPROM(24LC02B)為例，這裡取datasheet 中 figure 7-2 和邏輯分析儀的波形圖做比對：

從EEPROM的datasheet得知，command 0xA0可以為write commmad，0xA1可以為read command，故假設系統需要對memory address 0×10的位置做寫入，可遵循以下步驟：

1. 檢查bus上是否為idle狀態，Yes則執行步驟2，No則跳出
2. 啟始固定為傳送start bit
3. 傳送write command 0xA0，並偵測EEPROM是否回應ACK bit(若無回應，視為傳輸失敗)
4. 傳輸指定的memory address 0×10，並偵測EEPROM是否回應ACK bit(若無回應，視為傳輸失敗)
5. 傳送要儲存的memory data(這裡是儲存數值0x1A)，並偵測EEPROM是否回應ACK bit(若無回應，視為傳輸失敗)
6. 結尾固定為傳送stop bit，完成後SDA與SCL皆為high狀態

如此便完成了EEPROM的寫入指令傳輸，待EEPROM將資料寫完(約3~5ms)，整個動作才算是結束。

再來是讀取的對照圖，我就不多說讓讀者自己思考看看

如果對於I2C的timing還是不夠瞭解，可以參考Microchip網站的PIC24FJ Reference Manual – Sec24 Inter Integrated Circuit，裡面提供的timing圖有把master和slave的訊號分開來解說，非常淺顯易懂。