引言
SDA 上传输的数据必须在 SCL 为高电平期间保持稳定, SDA 上的数据只能在 SCL 为低电平期间变化。
I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种常用的串行通信协议,广泛应用于微控制器和各种设备之间的通信。I2C 通信依赖于两根线:数据线(SDA)和时钟线(SCL)。以下是为什么数据传输和变化需要在特定的 SCL 电平期间进行的原因:
数据稳定(Data Stability):
- 高电平时传输数据:在 SCL 为高电平期间,连接到 SDA 线上的所有设备必须保持其数据状态稳定。这是因为在高电平期间,数据被读取或“捕获”。如果数据在高电平期间发生变化,可能会导致接收设备读取到不稳定或错误的数据。
- 低电平时允许变化:在 SCL 为低电平期间,设备可以自由地改变其 SDA 线上的数据状态。这是因为在低电平期间,数据传输尚未开始,因此数据的变化不会影响到数据的读取。
时钟同步(Clock Synchronization):
- SCL 线作为时钟信号,控制数据传输的节奏。数据的传输和接收必须与 SCL 的时钟信号同步。在 SCL 为高电平时,设备读取数据;在 SCL 为低电平时,设备准备下一次数据传输。
协议规定(Protocol Specification):
- I2C 协议定义了数据传输的时序规则。这些规则确保所有设备在通信过程中能够正确地发送和接收数据。协议规定在 SCL 为低电平时,设备可以开始准备数据,然后在 SCL 上升沿将数据稳定在 SDA 线上。
避免冲突(Avoiding Conflicts):
- 如果多个设备共享同一 SDA 线,它们必须在 SCL 为低电平时改变数据状态,以避免在数据线上产生冲突。这样可以确保在 SCL 为高电平时,所有设备都已经稳定了它们要发送的数据。
电平变化的可见性(Visibility of Level Changes):
- 在 SCL 为低电平时,设备可以改变 SDA 线上的数据状态,这些变化会在 SCL 上升沿被接收设备检测到。这种机制使得数据传输更加可靠和可预测。
总之,I2C 协议的这种设计确保了数据传输的可靠性和同步性,使得多个设备能够在同一总线上有效通信。