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IC（Inter-Integrated Circuit）通信協議是一種由飛利浦（Philips）公司（現為恩智浦半導體）于1980年代初期開發的串行通信協議。IC協議設計簡單，具有低成本和低功耗的特點，常用于短距離數據傳輸，尤其是在微控制器與多個外圍設備之間的通信。IC協議的主要特點是只需要兩條信號線：數據線（SDA）和時鐘線（SCL）。
　　1. IC通信協議的基本結構
　　IC通信采用的是主從式通信架構，其中包括一個主設備（Master）和一個或多個從設備（Slave）。主設備負責生成時鐘信號和發起數據傳輸，而從設備響應主設備的請求。
　　1.1 IC總線
　　IC總線有兩個基本的信號線：
　　SDA（Serial Data Line）：串行數據線，用于傳輸數據。數據在線上是以位為單位進行傳輸的，SDA線是雙向的，主設備和從設備都可以在總線上發送和接收數據。
　　SCL（Serial Clock Line）：串行時鐘線，主設備通過SCL線生成時鐘信號，以同步數據的傳輸。
　　IC總線的電氣特性通常是開漏（open-drain）或開集（open-collector）方式，這意味著設備驅動SDA和SCL線時，只能將信號拉低（0），而拉高（1）時由上拉電阻提供。
　　2. IC通信的基本工作原理
　　IC協議是基于時鐘同步的串行通信。所有設備共享同一對SDA和SCL線，主設備負責控制時鐘信號的生成，數據按照時鐘信號同步傳輸。
　　2.1 通信過程
　　IC通信通常包括以下幾個步驟：
　　啟動信號（Start Condition）：
　　啟動信號是由主設備發起的。當SDA線從高電平跳變到低電平時，SCL線保持高電平，這個信號標志著通信的開始。
　　啟動信號告訴總線上的所有設備，后續的數據傳輸即將開始。
　　地址傳輸（Addressing）：
　　在IC總線上，每個設備都有一個的地址（7位或10位地址）。主設備會將目標從設備的地址發送到總線上，從設備通過響應確定它是否要與主設備通信。
　　地址通常為7位（位為0），接下來的8位表示目標設備的地址。如果使用10位地址模式，則使用兩字節表示地址。
　　地址后面跟隨一個讀/寫標志位（R/W）。當讀/寫標志為0時表示寫操作，1時表示讀操作。
　　數據傳輸（Data Transfer）：
　　數據在SDA線上按照時鐘信號同步傳輸，每次傳輸8位（1字節）數據。每個字節傳輸后，接收端會發送一個確認位（ACK），表示接收到的數據是有效的。
　　如果接收設備未能成功接收到數據，它會發送一個非確認位（NACK），通知發送設備停止傳輸。
　　停止信號（Stop Condition）：
　　停止信號表示通信結束。當SDA線從低電平跳變到高電平時，SCL線保持高電平，表示通信的結束。
　　2.2 時序
　　IC通信是同步的，數據傳輸需要依賴時鐘信號SCL。每個數據位都被時鐘信號同步傳輸。在IC通信中，數據必須在時鐘信號的上升或下降沿進行采樣，因此時序控制是IC協議的關鍵。
　　以下是IC通信的時序特點：
　　SDA的變化：在SCL為低電平時，SDA線可以自由變化；在SCL為高電平時，SDA線的電平必須保持不變。
　　時鐘同步：每次數據傳輸都由主設備通過SCL線生成時鐘信號，數據位在每個時鐘周期的上升或下降沿時采樣。
　　3. IC協議的數據傳輸格式
　　每次數據傳輸遵循一定的格式：
　　啟動條件：主設備通過SDA從高電平拉低信號，標志著傳輸的開始。
　　設備地址：設備地址是7位的，緊接著是一個標志位（讀/寫位）。
　　數據字節：每次傳輸一個字節數據（8位），接收方需要返回一個ACK位。
　　停止條件：傳輸完成后，主設備通過SDA從低電平拉高，標志著傳輸的結束。
　　4. IC協議的優缺點
　　4.1 優點
　　簡單性：IC協議相對簡單，只需要兩根信號線（SDA和SCL）即可實現設備之間的通信，易于實現。
　　多設備支持：IC允許多個從設備共享總線，一個主設備可以與多個從設備進行通信。
　　低成本：IC使用兩根線進行通信，不需要額外的硬件支持，因此成本較低。
　　短距離通信：IC適用于短距離通信，通常用于單板設備和嵌入式系統內部的通信。
　　4.2 缺點
　　通信速度較慢：IC的通信速度通常較低，標準模式下的速度為100kbps，高速模式下為400kbps，而更高速度（如3.4Mbps）也有支持，但仍低于其他協議（如SPI）。
　　電氣干擾問題：由于IC總線共享數據線和時鐘線，因此在高速或長距離傳輸時可能受到電氣干擾。
　　總線負載限制：IC總線上的設備數量受限于總線負載和電源能力，通常在幾十個設備以內。
　　5. IC協議的應用場景
　　IC協議廣泛應用于嵌入式系統、傳感器、存儲器、顯示模塊、RTC（實時時鐘）模塊、溫濕度傳感器等低速設備之間的通信。IC也常用于單板計算機（如樹莓派、Arduino）與外部硬件模塊的連接。
　　6. 總結
　　IC通信協議是一種常見的低速串行通信協議，它通過兩根線（SDA和SCL）實現設備間的數據交換，具有簡便、低成本的優點。盡管其傳輸速度較慢，且受限于總線負載，但它在短距離和低速通信中非常適用，廣泛應用于嵌入式系統、傳感器和其他外圍設備的連接。