這里將說明I²C的主要通信協(xié)議，更詳細(xì)的說明和時序圖請參考I2C規(guī)范文檔。
　　I²C總線包括兩個信號線，即SDA和SCL。所有通信都發(fā)生在這兩個信號線上，連接到同一條總線上的設(shè)備數(shù)目受限于最大的總線電容。SDA和SCL都是雙向的，通過上拉電阻連接到系統(tǒng)電源?？偩€空閑時，這兩個總線保持高電平。在總線上的I²C設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)階段，必須是漏極開路或是集電極開路以實現(xiàn)線與功能。

　　每個設(shè)備都有唯一的地址，可以工作在發(fā)送模式或接收狀態(tài)，也可以被配置為主設(shè)備或從設(shè)務(wù)。方設(shè)備啟動一次總線數(shù)據(jù)傳輸，并產(chǎn)生時鐘信號，總線上任何其他設(shè)備都會被視為從設(shè)備。I²C協(xié)議同時還具有仲裁機制，如果多臺主設(shè)備同時申請控制總線，只有一臺設(shè)備成功獲取總線而不會丟失數(shù)據(jù)。

　　一次數(shù)據(jù)傳輸開始于一個START命令，結(jié)束于一個STOP命令。SDA在時鐘SOL低電平時變化，高電平時保持穩(wěn)定。START被定義為當(dāng)SOL為高電平時，SDA由高到低的跳變；STOP被定義為當(dāng)SOL為高時，SDA由低到高的跳變，如圖所示。

　　如圖 I²C總線的—次數(shù)據(jù)傳輸

　　每個數(shù)據(jù)包包含8位數(shù)據(jù)，后跟一個ACK位。因此一次數(shù)據(jù)傳輸共需要9個SOL，首先傳輸MSB。發(fā)送設(shè)備在ACK周期釋放SDA，接收設(shè)備必須在過程中驅(qū)動SDA為低。如果從設(shè)備沒有將SDA驅(qū)動為低，則表明其不能夠接收數(shù)據(jù)，主設(shè)備將產(chǎn)生一個STOP狀態(tài)以退出本次傳輸；如果主設(shè)備沒有將SDA驅(qū)動為低，則表明從設(shè)備發(fā)送的是最后一個字節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)I2C通信包含4部分，即起始位、從地址、數(shù)據(jù)傳輸和停止位。I2C協(xié)議規(guī)定了兩種地址格式，即7位和10位，本設(shè)計為7位。起始位之后是7位地址，第8位是讀寫位，“0”為寫；“1”為讀。僅僅與地址相匹配的從設(shè)備在第9個SOL發(fā)一個ACK到SDA，將SDA拉低。

　　一旦地址匹配成功，主從之間數(shù)據(jù)傳輸就會建立，讀/寫位決定數(shù)據(jù)傳輸方向。主設(shè)備發(fā)一個STOP命令終止一次傳輸。然而，主設(shè)備在沒有發(fā)出STOP之前也可能產(chǎn)生一個START信號，此情況被定義為重復(fù)開始(Repeat START)。