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文件名称:Arduino 系列:Arduino Mega (基于 ATmega2560)_(10).I2C通信协议.docx
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总页数:30 页
更新时间:2025-06-27
总字数:约1.5万字
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I2C通信协议

I2C(Inter-IntegratedCircuit)通信协议是一种简单、双向的同步串行通信协议,广泛用于连接微控制器和各种传感器、存储器、A/D和D/A转换器等外围设备。I2C协议使用两条总线线路:SCL(串行时钟线)和SDA(串行数据线)。通过这两条线,多个设备可以在一个总线上进行通信,而不需要复杂的硬件握手机制。

I2C协议的基本原理

I2C协议是一种主从式通信协议,即一个主设备控制一个或多个从设备。主设备负责生成时钟信号(SCL)和启动数据传输,而从设备则响应主设备的请求。每个设备都有一个唯一的7位地址,用于在总线上进行识别。I2C通信支持多种传输速率,最常见的是100kbps(标准模式)和400kbps(快速模式)。

通信过程

启动条件:主设备通过拉低SDA线,然后在SCL线高时再次拉低SDA线来启动通信。

地址发送:主设备发送从设备的7位地址,加上1位读写标志(0表示写,1表示读)。从设备通过ACK(应答)信号确认是否接收到地址。

数据传输:主设备发送或接收数据,每字节8位,从设备通过ACK信号确认是否接收到数据。

停止条件:主设备通过在SCL线高时拉高SDA线来结束通信。

ArduinoMega上的I2C通信

ArduinoMega板基于ATmega2560芯片,内置了TWI(Two-WireInterface,与I2C兼容)模块,可以方便地进行I2C通信。ArduinoMega有多个I2C接口,但最常用的接口是A4(SDA)和A5(SCL)引脚。

初始化I2C通信

在ArduinoMega上,可以使用Wire库来初始化和管理I2C通信。Wire库提供了简单的API来处理I2C数据的发送和接收。

#includeWire.h

voidsetup(){

//初始化I2C通信

Wire.begin();//作为主设备

//Wire.begin(0x3C);//作为从设备,地址为0x3C

Serial.begin(9600);//初始化串行通信,用于调试

}

voidloop(){

//主设备向从设备发送数据

Wire.beginTransmission(0x3C);//从设备地址

Wire.write(H);//发送字符H

Wire.write(i);//发送字符i

Wire.endTransmission();//结束传输

delay(1000);//延迟1秒

}

作为主设备发送数据

ArduinoMega作为主设备时,可以使用Wire.beginTransmission()、Wire.write()和Wire.endTransmission()函数来发送数据。

#includeWire.h

voidsetup(){

Wire.begin();//初始化I2C通信

Serial.begin(9600);//初始化串行通信,用于调试

}

voidloop(){

//向地址为0x3C的从设备发送数据

Wire.beginTransmission(0x3C);//从设备地址

Wire.write(Hello,World!);//发送字符串

Wire.endTransmission();//结束传输

Serial.println(DatasenttoI2Cslave);//调试信息

delay(1000);//延迟1秒

}

作为主设备接收数据

ArduinoMega作为主设备时,可以使用Wire.requestFrom()函数来请求从设备发送数据。

#includeWire.h

voidsetup(){

Wire.begin();//初始化I2C通信

Serial.begin(9600);//初始化串行通信,用于调试

}

voidloop(){

//请求从设备地址为0x3C的设备发送10个字节的数据

Wire.requestFrom(0x3C,10);

while(Wire.available()){

charc=Wire.read();//读取一个字节的数据

Serial.print(c);//打印数据

}

Serial.println();//换行

delay(1000);//延迟1秒

}

作为从设备接收数据

ArduinoMega作为从设备时,需要在se