IIC原理
IIC总线是一种两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备，半双工通信方式。
它由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
连接在IIC总线上的器件分为主机和从机，主机有权发起和结束一次通信，而从机只能被主机呼叫。当总线上有多个主机同时启用总线时，IIC也具备冲突检测和仲裁的功能来防止错误的产生。每个连接到IIC总线上的器件都有一个唯一的地址（7bit），且每个器件都可以作为主机也可以作为从机（同一时刻只能有一个主机），总线上的器件增加和删除不影响其他器件正常工作。
IIC总线在通信时总线上发送数据的器件为发送器，接收数据的器件为接收器。
支持多主控其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。
IIC总线通信过程
- 主机发送起始信号启用总线
- 主机发送一个字节数据指明从机地址和后续字节的传送方向
- 被寻址的从机发送应答信号回应主机
- 发送器发送一个字节数据
- 接收器发送应答信号回应发送器
- … …（循环步骤4、 5）
- 通信完成后主机发送停止信号释放总线
IIC总线在传输数据的过程中一共有三种类型信号，分别为：开始信号、结束信号和应答信号。这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。
空闲状态
当IIC总线的数据线SDA和时钟线SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
起始信号
当时钟线SCL为高期间，数据线SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
停止信号
当时钟线SCL为高期间，数据线SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
应答信号
发送器每发送一个字节（8个bit），就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。
应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；
应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。
数据有效性
IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定；只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
即：数据在时钟线SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在在下降沿到来之前必须稳定。
数据的传达
在IIC总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。
延时时间
- 首先由主机产生起始信号，之后所有从机开始等待主机接下来的广播的从机地址信号；
- 选择数据的传输方向（0： 数据由主机到从机 1：数据由从机到主机）
- 从机接收到匹配地址后，主机或从机会返回一个应答或非应答信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。
- 之后根据数据传输方向开始发送数据包（数据包大小为8位），主机（从机）每发送完一个数据后，都要等待从机（主机）的应答信号，之后重复这个过程。
- 当需要结束数据传输时，令主机发送一个停止信号（数据由主机到从机 ）或者主机接收到一个非应答信号（数据由从机到主机）。
典型 IIC时序
- 主机向从机发送数据
- 从机向主机发送数据
- 主机先向从机发送数据，然后从机再向主机发送数据
注：阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据由从机向主机传送；A表示应答， A非表示非应答，S表示起始信号，P表示终止信号
IIC常见设备
IIC接口设备超过1000种，常见类型有：
- 温度传感器
- 实时时钟芯片
- 液晶屏驱动芯片
- 多路复用芯片
- 模数/数模转化芯片
- GPIO扩展芯片
- LED控制芯片
- 缓冲芯片