起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后， 总线就处于被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处 于空闲状态。
连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则 很容易检测到起始和终止信号。
接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成 一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无法立刻接收 下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉成低电平，从而 使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节 时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续 进行。
下面讲基于IIC的集AD与DA一体的
—— PCF8591
1、概述
PCF8591
单电源供电 工作电压：2.5 V ~ 6 V 待机电流低 I2C总线串行输入/输出 通过3个硬件地址引脚编址 采样速率取决于I2C总线速度 4个模拟输入可编程为单端或差分输入 自动增量通道选择 模拟电压范围：VSS~VDD 片上跟踪与保持电路 8位逐次逼近式A/D转换 带一个模拟输出的乘法DAC
三、数据传送格式 （1）字节传送与应答
每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传 送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟 随一位应答位（即一帧共有9位）。
由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机 正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据）， 它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号 以结束总线的数据传送。 如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后 无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的 第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终 止信号以结束数据的继续传送。 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须 向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的 “非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主 机产生终止信号。
I2C串行总线的组成及工作原理
结合AD/DA芯片PCF8591与AT24C02
I2C串行总线的组成及工作原理
采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统 的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容 易。 常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS）总线， 如PCF8591，AT24C02 单总线（1－WIRE BUS）, 如温度传感器18B20 SPI（Serial Peripheral Interface）总线, 如串行口 Microwire/PLUS等。 本课仅讨论I2C串行总线。
器件寻址
PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法,即总 线地址由器件地址、引脚地址和方向位组成。 由PHILIPS公司规定AD器件地址为1001，引脚地址为 A2A1A0,其值由用户选择因此 系统中最多可接8个具有I2C 接口的器件，地址的最后一位为方向为R/W,当主控器对 A/D器件进行读操作时为 1，进行写操作时为0，总线操作 时，由器件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控 器发送的第一字节。
a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整 个传送过程中不变：
注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则 表示数据由从机向主机传送。 A表示应答， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号， P表示终止信号。。
b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据
c、在传送过程中，当需要改变传送方向时， 起始信号和从机地址都被重复产生一次，但 两次读/写方向位正好反相。
（2）数据帧格式 I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址 信号，又包括真正的数据信号。
在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位）， 第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主 机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。 每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但 是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送， 则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对 另一从机进行寻址。 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种 组合方式：
PCF8591
2、应用 闭环控制系统 用于远程数据采集的低功耗转换器 电池供电设备 在汽车、音响和TV应用方面的模拟电平时，SDA 线从高电平向低电平切换，这个 情况表示起始条件；
#define somenop {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
发送字节
void iic_sendbyte(unsigned char byt) { unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { if(byt&0x80) //先发高位 SDA = 1; else SDA = 0; somenop; SCL = 1; byt <<= 1; somenop; SCL = 0; } }
PCF8591是单片、单电源低功 耗8位CMOS数据采集器件，具有4 个模拟输入、一个输出和一个串行 I2C总线接口。3个地址引脚A0、 A1和A2用于编程硬件地址，允许 将最多8个器件连接至I2C总线而不 需要额外硬件。器件的地址、控制 和数据通过两线双向I2C总线传输。
器件功能包括多路复用模拟输 入、片上跟踪和保持功能、8位模 数转换和8位数模拟转换。最大转 换速率取决于I2C总线的最高速率。
iic_sendbyte(0x90);
控制字节
控制字节用于实现器件的各种功能 如模拟信号由哪几个通道输入等 控 制字节存放在控制寄存器中 总线操作时为主控器发送的第二字节其格 式如下所示。
iic_sendbyte(0x03);
其中： D1D0两位是A/D通道编号: 00：通道0；01：通道1；10： 通道2；11：通道 3 D2：自动增量选择(有效位为1)，每次A/D转换后通道号将 自动增加 D5,D4 模拟量输入选择： 00为四路单数入； 01为三路差分输入； 10 为单端与差分配合输入；11为模拟输出允许有效 D6:模拟输出使能，即DA使能
接收字节
unsigned char iic_recbyte(void) { unsigned char da; unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { SCL = 1; somenop; da <<= 1; if(SDA) da |= 0x01; SCL = 0; somenop; } return da; }
写字节(DA)操作流程 在进行数据操作时： 首先是主控器发出起始信号； 然后发出寻址字节(写)； 被控器做出应答后； 然后发出控制字节(写)； 被控器做出应答后；
主控器向被控器写入第一个数据字节,被控器回一个应答; 主控器向被控器写入第二个数据字节,被控器回一个应答;
……
主控器发出停止信号。
应答响应
8.2 80C51单片机I2C串行总线器件的接口 8.2.1 总线数据传送的模拟
主机可以采用不带I2C总线接口的单片机，如 80C51、AT89C2051等单片机，利用软件实现I2C 总线的数据传送，即软件与硬件结合的信号模拟。 一、典型信号模拟 为了保证数据传送的可靠性，标准的I2C总线的数 据传送有严格的时序要求。I2C总线的起始信号、终 止信号、发送“0”及发送“1”的模拟时序 ：
8.1.2
I2C总线的数据传送
一、数据位的有效性规定
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据 线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电 平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
二、起始和终止信号
SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电 平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间， SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
PCF8591
3、引脚图 • AIN0～AIN3：模拟信号输入端。 • A0～A3：引脚地址端。 • VDD、VSS：电源端。（2.5～6V） • SDA、SCL：I2C 总线的数据线、时钟线。 • OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。 • EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时 钟时 EXT 接地。 • AGND：模拟信号地。
I2C串行总线概述
I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多 主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高 性能串行总线。
I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另 一根是时钟线SCL。
I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均 为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总 线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。
主机在接收到一个字节后， 向从机作出应答
主机等待从机应答
void iic_ack(bit ackbit) { if(ackbit) SDA = 0; //应答 else SDA = 1; //非应答 somenop; SCL = 1; somenop; SCL = 0; SDA = 1; //SDA拉高,释放SDA线 somenop; }
控制字节
D5,D4 模拟量输入选择： 00为四路单数入； 01为三路差分输入； 10 为单端与差分配合输入；11为模拟输出允许有效
读字节(AD)操作流程 在进行数据操作时： 首先是主控器发出起始信号； 然后发出寻址字节(写)； 被控器做出应答后； 然后发出控制字节(写)； 被控器做出应答后；
然后发出寻址字节(读)； 被控器做出应答后； 主控器从被控器读出第一个数据字节,主控器发出应答; 主控器从被控器读出第二个数据字节,主控器发出应答; …… 主控器从被控器读出第n个数据字节,主控器发出非应答信号; 主控器发出停止信号。
void iic_start(void) { SDA = 1; _nop_(); SCL = 1; somenop; SDA = 0; somenop; SCL = 0; }
I2C停止
SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个 情况表示停止条件。