1 I2C總線的工作原理及其特點

　　I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線，最早由Philips公司推出。它通過SDA(串行數據線)及SCL(串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據地址識別每個器件，不管是單片機、存儲器、LCD驅動器還是鍵盤接口。串行擴展總線有突出的優點，電路結構簡單，程序編寫方便，易于實現用戶系統軟硬件的模塊化、標準化等。

　　采用I2C總線標準的單片機或IC器件，其內部不僅有I2C接口電路，而且將內部各單元電路按功能劃分為若干相對獨立的模塊，通過軟件尋址實現片選，減少了器件片選線的連接。I2C總線接口電路結構如圖1所示。

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　　當某個器件向總線上發送信息時，它就是發送器(也叫主器件)，而當其從總線上接收信息時，又成為接收器(也叫從器件)。主器件用于啟動總線上傳送數據并產生時鐘以開放傳送的器件，此時任何被尋址的器件均被認為是從器件。I2C總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數據決定。在總線上，既沒有中心機，也沒有優先機。

　　在I2C總線上傳送信息時的時鐘同步信號是由掛接在SCL時鐘線上的所有器件的邏輯“與”完成的。SCL線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件,一旦某個器件的時鐘信號下跳為低電平,將使SCL線一直保持低電平,使SCL線上的所有器件開始低電平期。此時,低電平周期短的器件的時鐘由低至高的跳變并不能影響SCL線的狀廟，于是這些器件將進入高電平等待的狀態。

　　當所有器件的時鐘信號都上跳為高電平時，低電平期結束，SCL線被釋放返回高電平，即所有的器件都同時開始它們的高電平期。其后，第一個結束高電平期的器件又將SCL線拉成低電平。這樣就在SCL線上產生一個同步時鐘。可見，時鐘低電平時間由時鐘低電平期最長的器件確定，而時鐘高電平時間由時鐘高電平期最短的器件確定。在I2C總線技術規范中，開始和結束信號的定義如圖2所示。當時鐘線SCL為高電平時，數據線SDA由高電平跳變為低電平定義為“開始”信號;當SCL線為低電平時，SDA線發生低電平到高電平的跳變為“結束”信號。

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　　I2C總線還具有廣播呼叫地址用于尋址總線上所有器件的功能。若一個器件不需要廣播呼叫尋址中所提供的任何數據，則可以忽略該地址不作響應。

　　I2C總線具有多主控能力，可以對發生在SDA線上的總線競爭進行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當多個主器件同時想占用總線時，如果某個主器件發送高電平，而另一個主器件發送低電平，則發送電平與此時SDA總線電平不符的那個器件將自動關閉其輸出級。總線競爭的仲裁是在兩個層次上進行的。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個從器件，則進入數據位的比較，從而確保了競爭仲裁的可靠性。

　　目前世界上采用的I2C總線有兩個規范，它們分別是由荷蘭PHILIPS公司和日本SONY公司提出的。現在廣泛采用的是PHILIPS公司的I2C總線技術規范，它已成為被電子行業認可的總線標準。采用I2C技術的單片機以及外圍器件已廣泛應用于家用電器、通訊設備及各類電子產品中，而且應用范圍將會越來越廣。

　　2 IC總線應用下的EEPROH的測試方法

　　這里以常見的24LC02容量為2K的EEPROM芯片為例來詳細介紹該總線方式下工作的EEPROM測試方法。

　　2.1 24LC02芯片特點

　　24LC02是***CERAMATE公司生產的容量為2Kbit的應用于I2C總線工作方式的EEPROM芯片，其芯片管腳定義如圖3。

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　　圖中，A0、A1、A3為片選端，因為I2C總線最多可以掛接16Kbit的EEPROM，也就是說可以掛接8個24LC02芯片，其硬件地址就這三個片選端決定;WP是寫保護端，在發送Word Address之前起作用。