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I2C（Inter-Integrated circuit）协议是电子传输信号中常用的一种协议。

它是一种两线式串行双向总线，用于连接微控制器和外部设备，也因为它所需的引脚数只需要两条（CLK和DATA），硬件实现简单，可扩展性强，所以被广泛应用于系统内多个集成电路IC间的通信。

在硬件连接上，I2C协议的实现有分主设备和从设备，并且在主从上比SPI协议更好的一点是支持多个主设备或多个从设备（SPI仅支持单主多从）。

在总线中，SCL和SDA都会接上拉电阻，通常情况下，3.3V系统上拉电阻取3.3KΩ，5V系统上拉电阻取4.7KΩ。所以当I2C设备空闲时，会输出高阻态，当所有设备都空闲，上拉电阻会把总线拉成高电平。

它的多主机多从机的实现原理主要有两点：

a, 每个连接到总线上的从设备都有一个独立的地址，主设备通过这个独立的地址访问到从设备。

b, 当有多个主设备同时使用同一条总线时，为了 防止数据产生冲突，就会利用仲裁的方式决定让哪个主设备先占用总线（同一时间段只能有一个主设备占用I2C总线）。

I2C工作中的整个流程：

1，Master（主设备）发送起始信号

2，Master发送7bit address地址加1bit Write信号

3，找到符合地址的Slaver(从设备)响应ACK

4，然后就可以正式发送数据了，Master发送8bit数据（数据帧大小为8位）

5，Slaver响应ACK

6，最后Master发送停止信号（若Master仅发送一个字节的数据）

起始信号：SCL处于高电平，SDA从高电平向低电平转换。

停止信号：SCL处于高电平，SDA由低电平向高电平转换（与起始信号相反）。

帧地址：每个从属设备有唯一的7位或10位地址，用于主从设备之间的地址识别。一般地址的位长是7或10位，7位用的更广泛。

读/写位：1bit，一般会伴随着地址帧发送。如果主机是向从机发送数据（写）则为低电平，请求数据（读）则为高电平。

ACK/NACK：响应数据，确保数据有被正常发送且接受到。I2C的数据和地址传输都带有响应（先响应地址，后响应数据）。响应包括“应答（ACK）”和“非应答（NACK）”两种信号。ACK时DATA为低电平，NACK时DATA为高电平。

数据有效：数据的传输有分有效和无效，只有在SCL为高电平时，SDA的数据才有效，此时SDA高电平表示数据“1”，低电平表示数据“0”.当SCL为低电平时，数据无效，此时通常需要对SDA进行电平切换。

I2C具有三种传输模式，对应的速率也会不同。

标志模式：100kbit/s

快速模式：400kbit/s

高速模式：3.4Mbit/s