I2C时钟频率与数据传输速率的理解

在iic协议中涉及到两根线:scl与sda。scl就是时钟信号线,scl线上的频率就叫时钟频率。在对iic总线进行学习与使用时,经常会听到设置iic的时钟频率为xxxhz,或者设置iic的数据传输率为xxxkbit/s。明明概念里可以进行配置的只有一个时钟频率,那么这个数据传输率这位老兄是怎么个情况。
其实,时钟频率(hz)与数据传输速率(bit/s)两者是相同的概念。
时钟频率与数据传输率是如何对等的喃。因为一个scl时钟周期只能传输1bit数据(并且只能在scl的低电平期间进行sda数据电平的变化),假如scl的时钟频率为100khz,那么1s中就能产生100k个scl时钟周期,也就是说1s中可以传输100kbit的数据。此时,可以看出时钟频率100khz与数据传输率100kbit/s就是一样的了。
iic传输位速率在标准模式下可达100kbit/s,快速模式下可达400kbit/s,高速模式下可达3.4mbit/s;也可以理解为时钟频率在标准模式下可达100khz,快速模式下可达400khz,高速模式下可达3.4mhz。
方波在1秒钟内的重复变化次数称为信号的“频率”,用f表示;而把信号波形变化一次所需的时间称作“周期”,用t表示,以秒为单位。
频率和周期的关系是:f=1/t。
我们可以计算一下100khz的时钟速率对应的一个周期的时间为多少:
t= 1/f = 1/100 000 = 0.00001s = 10us。如果有逻辑分析仪可以看一下,确实是这样子。
下图是我调试iic过程中,读数据时逻辑分析仪记录的波形:


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