I2C

※ 해당 글은 개인 공부 기록을 남겨놓는 것이 목적임으로 오류가 발생할수 있습니다.

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이번에는 I2C(아이투씨 또는 아이스퀘어라 불린다) 통신을 포스팅하고자 한다.

I2C는 필립스에서 만들어 여러 주변장치들이 최소한 연결선만 사용하는 저속 통신 방식

 

I2C는 한줄로 마스터 - 슬레이브 구조를 가진 반이중 동기 통신

 

연결 선 

1. 데이터 통신 전송용 : SDA(Serial Data)  -> SDA 한 개로 데이터 송수신을 진행하기에 반이중 통신이다.

2, 동기 클럭 신호 통로 : SCL(Serial Clock) 

 

 

 

1:n 사용 Slave 연결

각각 slave는 고유 주소(7bit)를 가지고 있다. 1:n 통신 시 마스터는 통신하고자 슬레이브 하나  주소를 선택하여 해당 슬레이브와 통신을 시작한다. 나머지 슬레이브는 대기 상태에 들어간다. 

SDA 구조

Start(하강)

Address(7)

Write/Read(1)

ACK/LACK

DATA

ACK

STOP(상승)

 

 

마스터-> 슬레이브 1byte data WRITE(R/W : LOW)

:  START 1bit/ Address 7-bits / Write 1bit(High, 1) / ACK(긍정 응답): Low , LACK(부정 응답) : High 1bit / Data 8bit(1byte) from Mastr / ack 1bit / stop 1 bit

슬레이브에 Write 성공 시 슬레이브가 SDA를 0으로 보낸다(ACK)

슬레이브에 Write 문제 발생시 시 슬레이브가  SDA를 1으로 보낸다(NACK)

 

 

 

마스터 -> 슬라이브 1byte data READ(R/W : HIGH)

Start 1bit / Address 7bits / Read 1bit(Low, 0 )/ ACK(긍정 응답): Low , LACK(부정 응답) : High 1bit

/ Data 8bit(1Byte) from Slave / ack 1bit / stop 1 bit

마스터가 Read 성공 시  SDA를 0으로 보낸다(ACK)

마스터가 Read 문제 발생시 시 슬레이브가  SDA를 1으로 보낸다(NACK)

 

통신 프로토콜

 

일반 속도 : 100khz , faster mode: 400hz

1byte 데이터 전송 시작과 끝

시작: SCL : High, SDA : 하강 엣지

끝 : SCL : high , SDA : 상승 엣지

 

시작 신호 : Start sequnce + 8bit (Address(7) + Read/high(1))

ADDRESS 필드와 DATA 필드에서 SCL이 LOW일 때 데이터를 변경 , SCL이 High 일 때 데이터 확정

 

Data Write (Master -> Slave)

1. Send a start sequence

2. Send the I2C address(7bit) of the slave with the R/W bit low

3.  ACK or NACK 1 bit (Slave -> Master)

 

4. Send the internal register number you want to write to

 

5.  ACK or NACK bit (Slave -> Master)

6. Send the data 1 byte ( Master  -> Slave )

7. ACK or NACK 1 bit (Slave -> Master)

8. Repeat 6th, 7th

9. Send the stop sequence.

Write process

Data Read (Slave -> Master)

1. Send a start sequence

2. Send the I2C address(7bit) of the slave with the R/W bit low

3.  ACK or NACK bit (Slave -> Master ) 주소 수신한 최초 1회만 ACK 비트를 전송하여 수신 확인 및 데이터 전송 확인

4. Send the data 1 byte (Slave -> Master)

5. ACK or NACK 1 bit ( Master -> Slave )

6. Repeat 4th, 5th

7. After Send final nth bytes, Send NACK bit

8. Send the stop sequence.

 

Read Process