如何檢測(cè)I2C的開(kāi)始條件和結(jié)束條件：

　　開(kāi)始條件檢測(cè)：

　　（1）盡量選用帶復(fù)位輸人的I2C從器件，從I2C總線死鎖產(chǎn)生的原因可以發(fā)現(xiàn)I2C總線死鎖的一個(gè)必要條件是主設(shè)備復(fù)位了而從設(shè)備沒(méi)有復(fù)位。

　　如果從設(shè)備選用帶復(fù)位輸入的芯片，將主從設(shè)備的復(fù)位信號(hào)連接在一起，當(dāng)外部產(chǎn)生復(fù)位事件時(shí)，主從設(shè)備同時(shí)復(fù)位，這樣就不會(huì)發(fā)生I2C總線死鎖現(xiàn)象了。

　　這種方法的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，首先，大部分I2C從器件都沒(méi)有復(fù)位輸入，器件選型受到了很大的限制；其次，這種對(duì)于主設(shè)備集成看門(mén)狗引起的復(fù)位也沒(méi)有效果。

　　（2）將所有的從I2C設(shè)備的電源連接在一起，通過(guò)M0S管連接到主電源，而MOS管的導(dǎo)通關(guān)斷由I2C主設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)一般來(lái)說(shuō)，I2C主設(shè)備都是具有運(yùn)算單元的處理器。控制功能可以通過(guò)處理器的GPIO來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　每次主設(shè)備復(fù)位時(shí)，運(yùn)行程序控制GPIO關(guān)斷MOS，使從設(shè)備失去電源。然后延時(shí)一段時(shí)間后再導(dǎo)通MOS管，給從設(shè)備上電，從而達(dá)到讓從設(shè)備強(qiáng)制復(fù)位的效果。

　　這種方法能彌補(bǔ)第一種方法的不足，但是會(huì)增加電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，影響Layout設(shè)計(jì)時(shí)電源的完整性；同時(shí)還需要更改處理器的底層boot代碼，影響底層軟件的通用性和可移植性。

　　結(jié)束條件檢測(cè)：

　　在I2C主設(shè)備中增加I2C總線恢復(fù)程序。

　　每次I2C主設(shè)備復(fù)位后，如果檢測(cè)到SDA數(shù)據(jù)線被拉低，則控制I2C中的SCL時(shí)鐘線產(chǎn)生9個(gè)時(shí)鐘脈沖（針對(duì)8位數(shù)據(jù)的情況），這樣I2C從設(shè)備就可以完成被掛起的讀操作，從死鎖狀態(tài)中恢復(fù)過(guò)來(lái)。

　　這種方法有很大的局限性，因?yàn)榇蟛糠种髟O(shè)備的I2C模塊由內(nèi)置的硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件并不能夠直接控制SCL信號(hào)模擬產(chǎn)生需要時(shí)鐘脈沖。使用此種方法可以使用IO模擬I2C，SCL時(shí)鐘易控制。

　　I2C總線SDA\SCL以及開(kāi)始終止條件

　　I2C只用兩條線（SDA和SCL）在連接到總線上的設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。每一個(gè)設(shè)備都由唯一的地址來(lái)識(shí)別（不管是微處理器、LCD驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器或者鍵盤(pán)接口），并且可以依照設(shè)備的功能作為發(fā)送器或者接收器使用.LCD驅(qū)動(dòng)器可能只是個(gè)接收器，而存儲(chǔ)器可以發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。除了發(fā)送器和接收器，當(dāng)傳送數(shù)據(jù)時(shí)設(shè)備還可以作為主機(jī)或者從機(jī)。主機(jī)就是初始化數(shù)據(jù)傳輸和產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備，在那個(gè)時(shí)刻，任何被尋址的設(shè)備都是從機(jī)。

　　I2C總線是一個(gè)多主機(jī)總線。意味著可以連接多個(gè)可以控制總線的設(shè)備到總線上。主機(jī)通常是微控制器，我們可以考慮以下兩個(gè)連接到總線上的微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。

　　這個(gè)例子中突出了I2C總線中的主從和接收器-發(fā)送器之間的關(guān)系。注意這些關(guān)系不是固定的，僅依賴(lài)于當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉?shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程如下：

　　1.假定微控制器A向微控制器B發(fā)送數(shù)據(jù)

　　微控制器A（主機(jī)）尋址微控制器B（從機(jī)）

　　微控制器A（主機(jī)-發(fā)送器）發(fā)送數(shù)據(jù)到微控制器B（從機(jī)-接收器）

　　微控制器A結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸

　　2.假定微控制器A從微控制器B接收數(shù)據(jù)

　　微控制器A（主機(jī)）尋址微控制器B（從機(jī)）

　　微控制器A（主機(jī)-接收器）從微控制器B（從機(jī)-發(fā)送器）接收數(shù)據(jù)

　　微控制器A結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸

　　甚至在這種情況下，主機(jī)（微控制器A）產(chǎn)生時(shí)序并終止傳輸。

　　在多個(gè)微控制器連接到I2C總線上時(shí)意味著可能有多個(gè)主機(jī)嘗試初始化數(shù)據(jù)傳輸。為了避免由此引發(fā)的混亂，設(shè)計(jì)了一個(gè)仲裁機(jī)制。它依靠線與邏輯連接所有I2C接口道I2C總線。

　　如果有多個(gè)主機(jī)嘗試發(fā)送信息到總線上，在其它產(chǎn)生“0”的情況下，首先產(chǎn)生“1”的主機(jī)會(huì)丟擲仲裁。仲裁時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)是用線與連接到SCL線的主機(jī)產(chǎn)生的時(shí)鐘的同步結(jié)合。

　　I2C總線上的主機(jī)設(shè)備通常負(fù)責(zé)產(chǎn)生時(shí)鐘，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生自己的時(shí)鐘信號(hào)。只有在低速?gòu)脑O(shè)備控制時(shí)鐘線或者仲裁發(fā)生時(shí)，主機(jī)的總線時(shí)鐘才會(huì)被改變。

　　下表總結(jié)了I2C總線中的一些配置選擇：

　　［1］這里也指被當(dāng)作從機(jī)的主機(jī)

　　［2］時(shí)鐘拉伸是部分從機(jī)的特性。如果在系統(tǒng)中沒(méi)有從機(jī)可以拉伸時(shí)鐘（將SCL拉低），主機(jī)一定需要設(shè)計(jì)處理程序

　　［3］‘Bit banging’（軟件模擬）多個(gè)主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該考慮START字節(jié)

　　SDA和SCL信號(hào)

　　SDA和SCL都是雙向線路，通過(guò)電流源或者上拉電阻連接到一個(gè)正向電壓。（見(jiàn)下圖）當(dāng)總線空閑時(shí)，兩條線都是高電平。連接到總線的設(shè)備的輸出級(jí)必須是OD（漏極開(kāi)路）或者OC（集電極開(kāi)路）門(mén)才能執(zhí)行線與功能。在標(biāo)準(zhǔn)模式下I2C總線傳輸數(shù)據(jù)可以達(dá)到100kb/s的速度，而在快速模式下達(dá)到400kb/s的速度，快速plus模式下是1Mb/s的速度，告訴模式下是3.4Mb/s的速度。總線的電容限制連接到總線上的接口數(shù)量。

　　對(duì)于一個(gè)單一主機(jī)的應(yīng)用，如果總線上沒(méi)有設(shè)備可以拉低時(shí)鐘那么主機(jī)的SCL輸出應(yīng)該是push-pull（推挽）驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。

　　SDA和SCL的邏輯電平

　　由于有各種不同的工藝的設(shè)備（CMOS NMOS 雙極性）可以連接到I2C總線，低電平和高電平不是固定的而是依賴(lài)于相對(duì)應(yīng)的VDD的電平。

　　數(shù)據(jù)有效性

　　在時(shí)鐘為高期間SDA線上的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定。只有在SCL線上的時(shí)鐘信號(hào)低時(shí)數(shù)據(jù)線才可以改變高低狀態(tài)。每個(gè)數(shù)據(jù)位傳輸都需要一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生。

　　開(kāi)始和終止條件

　　所有的傳輸都由一個(gè)START（S）開(kāi)始，有一個(gè)STOP（P）終止。

　　START條件是當(dāng)SCL高時(shí)SDA從高到低

　　STOP條件是SCL高時(shí)SDA從低到高

　　開(kāi)始條件和終止條件一直由主機(jī)產(chǎn)生。在開(kāi)始條件后總線就處于忙狀態(tài)。在終止條件后隔上一個(gè)固定時(shí)間總線就處于空閑狀態(tài)。如果沒(méi)有終止條件產(chǎn)生，而是一個(gè)重復(fù)的開(kāi)始條件（Sr），那總線依舊是忙狀態(tài)。這種情況下S和Sr在功能上是一樣的。

　　如果連接到總線的設(shè)備包含了必須的接口硬件那么開(kāi)始條件和終止條件的檢測(cè)時(shí)很容易的。但是沒(méi)有這樣接口的微控制器在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)至少要采樣兩次SDA線來(lái)識(shí)別有沒(méi)有電平變化.