I2C操作笔记——以 AT24C04为例

1.前言

    对于大多数project师而言，I2C永远是一个头疼的问题。相比UART和SPI而言，I2C的时序要复杂一些，I2C组合变化也丰富一些。在这里以AT24C04为例说明I2C使用过程中的一些注意点。

2.AT24C04操作示意图

图 AT24C04操作示意图

示意图说明：示意图分阐述了4种不同的操作方式，比如写单个存储单元，写多个存储单元，读单个存储单元和写单个存储单元。对于单个操作而言，上部为MCU通过I2C输出的相关指令，下部为I2C设备的响应。比如写单个存储单元操作时，MCU发出I2C启动，设备地址，写标志位等，而I2C设备输出多个ACK。

3.若干说明

3.1 基本操作方式

I2C设备的操作可分为写单个存储字节，写多个存储字节，读单个存储字节和读多个存储字节。相对于AT24C04而言，这些读写动作相对于内部的存储单元而言，对于其它的具备I2C接口的AD或传感器而言，存储单元变成了寄存器单元。尽管存在概念上的区别，可是其操作原理确实一样的。

3.2 无应答

在以上4种情况中，无应答为MCU发出，无应答意为MCU不须要从机输出数据，MCU将会停止本次I2C操作。须要说明的是，无应答并非一种异常情况。

3.3 I2C设备并不仅仅有一个设备地址

这一点往往被忽略，普通情况下觉得在I2C启动信号之后的字节为I2C从机地址（7位）。对于AT24C04而言，内部具有4Kb存储位，合计512字节。若须要訪问512字节内容，总共须要9根地址线(8位宽度)，那么上图中的存储地址(8位长度)显然还差了一位，那么就须要从设备地址中“借”1位，这就使得AT24C04具有两个I2C地址，比如0x50和0x51。

3.4 存储地址

相对于AT24C04而言，存储地址占1个字节。若换成其它I2C设备，比如ADXL345，存储地址被寄存器地址替代就可以，其它操作方式相似。可是像AT24C32或AT24C64这种大容量EEPROM，则存储地址须要2字节描写叙述，也就意味着须要连续发送两个字节地址信息且高字节在前。其它像BH1750这种光照芯片，存储地址被详细的操作命令替代，使用I2C设备时须要因地制宜，切不可照搬教条。

3.5 连续读和连续写限制

AT24C04中存在页的概念，一页的大小为8字节，若果在单页的范围内，存储地址累加，若超过该页的最大地址，存储地址回到页開始处。所以对于连续读和连续写而言，最大的操作字节数为8。若须要操作的字节内容超过8字节，则须要进行翻页操作，即写入下一页的起始存储地址。

4 总结

    I2C设备有非常多种，若掌握基本原理，便可见招拆招，那是I2C总线就不那么难了。

5.參考资料

【维基百科I2C】