i2c总线是半双工的,这意味着在任何给定的时间点,只有一个设备可以作为发送器,另一个设备充当接收器。 这和全双工通信(例如,以太网)不同,全双工通信允许两个设备同时发送和接收数据。

我曾经在开发一个小型嵌入式系统时,就因为误解了I2C的半双工特性而浪费了不少时间。 当时我需要两个传感器同时向微控制器发送数据。 我一开始天真地认为可以像使用全双工通信那样同时进行,结果导致数据冲突,传感器数据变得不可靠,系统经常出现故障。 调试过程相当痛苦,我花了很长时间才意识到问题出在I2C的半双工特性上。
解决这个问题的关键在于理解I2C的通信协议。 每个I2C设备都有一个唯一的地址,微控制器通过发送这个地址来选择要与之通信的设备。 一旦选择了设备,微控制器就可以发送数据,或者从设备接收数据,但不能同时进行。 为了让两个传感器都能向微控制器发送数据,我必须采用轮询机制:微控制器依次与每个传感器通信,先读取一个传感器的值,再读取另一个传感器的值。 这虽然降低了数据采集速率,但保证了数据的完整性和可靠性。
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在实际操作中,需要注意一些细节。 例如,I2C通信需要精确的时序控制,包括起始位、停止位以及数据位的发送和接收。 如果时序控制不准确,就可能导致通信错误。 我曾经因为使用了不合适的I2C库,导致时序问题,最终不得不自己编写驱动程序来解决这个问题。 这让我深刻体会到,理解底层协议和掌握精确的时序控制对于I2C通信至关重要。
总而言之,I2C的半双工特性限制了其同时处理多个设备的能力。 在设计使用I2C的系统时,务必充分考虑这一点,并选择合适的通信策略,例如轮询或中断机制,来协调多个设备的数据传输。 此外,要特别关注I2C通信的时序要求,以确保数据的可靠性。 切记,仔细阅读数据手册,并进行充分的测试,才能避免不必要的麻烦。









