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：

审核编辑：汤梓红。