三态总线和I2C时序

三态总线（Tri-state bus）是一种计算机总线的形式，它允许多个设备在同一条总线上进行通信。与常规的二态总线（包括高电平和低电平）不同，三态总线具有第三种状态，即高阻抗状态（high-impedance state）。

在二态总线中，每个设备在总线上只能发送高电平或低电平信号。这可能导致设备之间的冲突，因为当多个设备同时尝试发送信号时，可能会产生电平竞争，导致电平混乱或电流过大。

三态总线通过引入高阻抗状态来解决这个问题。当设备处于高阻抗状态时，它不会在总线上输出任何电平信号。这相当于将设备与总线完全分离，其他设备可以在没有干扰的情况下进行通信。

使用三态总线，设备可以通过控制总线线路上的传输门（tri-state buffer）将其输出与总线连接或断开。只有一个设备可以处于活动状态（非高阻抗状态），其他设备必须处于高阻抗状态。

三态总线在计算机系统中的多个组件之间起到了重要作用，例如内存、I/O设备和处理器之间的通信。通过使用三态总线，这些组件可以在总线上共享信息，同时避免冲突和干扰。

需要注意的是，三态总线需要进行适当的协调和控制，以确保在同一时间只有一个设备处于非高阻抗状态，以避免信号冲突。这通常由系统中的控制逻辑和协议来管理。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信接口协议，用于在集成电路之间进行短距离的数据传输。I2C协议规定了设备之间的通信时序，包括时钟信号的生成和数据传输的定时。

在I2C通信中，有两个主要的信号线：时钟线（SCL）和数据线（SDA）。时钟线由主设备（通常是主控芯片）控制，用于同步数据传输。数据线用于传输实际的数据。

I2C通信的时序如下：

起始条件（Start Condition）：主设备发送一个低电平的SCL信号，紧接着发送一个低电平的SDA信号，表示通信的开始。

地址传输（Address Transmission）：主设备发送要通信的从设备的7位地址（右对齐），紧接着发送一个读（R）或写（W）位，表示读取或写入操作。

应答（Acknowledge）：在地址传输后，主设备会释放SDA线，并监听SDA线的状态以接收从设备的应答。如果从设备存在并且地址匹配，从设备会拉低SDA线作为应答，否则会保持SDA线为高电平表示无应答。

数据传输（Data Transmission）：主设备和从设备通过交替在时钟信号的上升沿或下降沿上改变SDA线上的数据来传输数据。数据的每个字节都会由主设备或从设备发起，并在每个字节传输后进行应答。

停止条件（Stop Condition）：主设备发送一个高电平的SCL信号，紧接着发送一个高电平的SDA信号，表示通信的结束。

以上是I2C通信的基本时序。需要注意的是，I2C还有其他一些特殊的时序情况，如重复起始条件、仲裁等，在复杂的通信中可能会涉及到这些情况。因此，在实际应用中，需要按照I2C协议规范和设备手册来正确地实现和解析时序。