在日常生活中，我们经常会遇到设备断电的情况，例如手机、智能手环、电脑等等。然而，存储在这些设备上的数据通常不会丢失，如电话号码、短信、记事本、微信、QQ信息等。这是因为这些设备中都配备了一个特殊的器件，被称为”掉电保存”器件，例如硬盘、U盘等。这些器件具有断电后仍能保留信息的特性，就像人的大脑具有记忆功能一样。

在工业领域，这种器件也非常常见，通常有EEPROM和FLASH。它们的共同点是都可以进行读写操作，并且在断电后能够保存数据。

然而，EEPROM和FLASH之间也有一些区别。其中，EEPROM在进行写操作之前不需要擦除操作，而FLASH必须在写操作之前进行擦除，否则写入数据将不成功。此外，EEPROM一般使用I2C总线进行通信，而FLASH一般使用SPI总线。

通过了解EEPROM和FLASH的特点和区别，我们可以更好地理解在各种设备中如何保留数据以及它们的工作原理。

EEPROM存储器系统架构图

今天笔者就和大家聊一聊I2C总线：

位传输

I2C总线是由飞利浦(Philips)公司开发的一种双向二线制同步串行总线，实现有效的IC间的控制，它只需要两根线(SDA和SCL)即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

I2C总线在传输数据都是按照bit来传送。SCL为时钟线，SDA为数据线；在SCL时钟线为高电平时，SDA数据线上的电平不允许被修改，SCL时钟线为低电平时，SDA数据线上的电平可为高/低。

I2C总线的位传输

起始条件：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平切换；表示开始传送数据。

停止条件：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变；表示结束传送数据。

空闲条件：I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时；表示空闲状态。

‍起始和停止条件

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数据传输

字节传输

发送数据时，由主机先发送一个起始信号，再将SDA信号切换为输出模式，然后将8位数据依次由高到低发送出去；

发送完成后，主机将SDA信号切换为输入模式，等待丛机回应ACK或NAK；再发下一笔数据

I2C总线数据传输

丛机地址

在I2C总线系统中，每个设备都有它的固定地址，一般由芯片的A0,A1和A2决定。丛机地址字节由七位地址位(D7-D1位)和一位方向位(为D0位)组成。

器件地址的D7-D4一般都是被厂家固定了为1111，余下的D3，D2和D1连接到芯片的A2，A1和A0决定；D0为0x00表示写，D0为0x01表示读。大家看例程都是些0xA0和0xA1就是这个原因。

EEPROM的器件地址

读写过程

1.写数据过程

1.主机发送I2C总线停止信号，防止总线忙写数据失败

2.主机发送I2C总线复位信号，确保写数据之前总线处于空闲状态

3.主机发送I2C总线开始信号，启动一次数据的写入

4.主机发送I2C丛机地址和写模式(W/R=0)信号，并且等待一个丛机的应答信号

5.主机接收到ACK的应答信号后，开始多个字节的写入，每写完一个字节需要等待一个丛机的应答信号

6.主机接收到ACK的应答信号后，发送2IC总线停止信号，确保总线处于空闲状态

2.读数据过程

1.主机发送I2C总线停止信号，防止总线忙写数据失败

2.主机发送I2C总线复位信号，确保读数据之前总线处于空闲状态

3.主机发送I2C总线开始信号，启动一次数据读取

4.主机发送I2C丛机地址和读模式(W/R=1)信号，并且等待一个丛机的应答信号

5.主机接收到ACK的应答信号后，开始多个字节的读取，每读完一个字节需要给丛机发送一个ACK应答信号

6.主机接收到ACK的应答信号后，发送I2C总线停止信号，确保总线处于空闲状态

主机读/写数据过程

结语

I2C总线在嵌入式应用中非常广泛，基本上所有的电力电子设备都会用到这个总线；

笔者根据自身多年的工作经验，记录下了我对它的理解，如果有写的不对，希望大家能多多指出，今天的I2C总线就先写到这里，希望大家喜欢。

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