I2C总线是两线式串行总线。
I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性,支持多主控(multimastering)。
占用空间小，芯片管脚数量少。
总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。最高传送速率100kbps。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一 个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答 信号，由判断为受控单元出现故障。
I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工 作于接收和发送状态。 总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起 始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止 条件。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它通过SDA（串行数据线）及SCL（串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息
，并根据地址识别每个器件：不管是单片机、存储器、LCD驱动器还是键盘接口。
1．I2C总线的基本结构 采用I2C总线标准的单片机或IC器件，其内部不仅有I2C接口电路，而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。CPU不仅能通过指令将某个功能单元电路挂靠或摘离总线，还可对该单元的工作状况进行检测，从而实现对硬件系统的既简单又灵活的扩展与控制。I2C总线接口电路结构如图1所示。
2．双向传输的接口特性 传统的单片机串行接口的发送和接收一般都各用一条线，如MCS51系列的TXD和RXD，而I2C总线则根据器件的功能通过软件程序使其可工作于发送或接收方式。当某个器件向总线上发送信息时，它就是发送器(也叫主器件)，而当其从总线上接收信息时，又成为接收器(也叫从器件)。主器件用于启动总线上传送数据并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。I2C总线的控制完全由挂接在总线上的主器件送出的地址和数据决定。在总线上，既没有中心机，也没有优先机。
总线上主和从(即发送和接收)的关系不是一成不变的，而是取决于此时数据传送的方向。SDA和SCL均为双向I/O线，通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线都是高电平。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能。I2C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s，在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。
3．I2C总线上的时钟信号 在I2C总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL时钟线上的所有器件的逻辑“与”完成的。SCL线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件，一旦某个器件的时钟信号下跳为低电平，将使SCL线一直保持低电平，使SCL线上的所有器件开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响SCL线的状态，于是这些器件将进入高电平等待的状态。
当所有器件的时钟信号都上跳为高电平时，低电平期结束，SCL线被释放返回高电平，即所有的器件都同时开始它们的高电平期。其后，第一个结束高电平期的器件又将SCL线拉成低电平。这样就在SCL线上产生一个同步时钟。可见，时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件确定。
4．数据的传送 在数据传送过程中，必须确认数据传送的开始和结束。在I2C总线技术规范中，开始和结束信号（也称启动和停止信号）的定义如图2所示。当时钟线SCL为高电平时，数据线SDA由高电平跳变为低电平定义为“开始”信号；当SCL线为高电平时，SDA线发生低电平到高电平的跳变为“结束”信号。开始和结束信号都是由主器件产生。在开始信号以后，总线即被认为处于忙状态；在结束信号以后的一段时间内，总线被认为是空闲的。
I2C总线的光电隔离措施及电路原理分析
由于I2C的双向传输特性，电路实现起来稍有些复杂，但实现起来是没任何问题的。
器件参数
5 和 5' : PNP三极管 如2n2219 或 BC557
6 和 6' : NPN三极管 如2n2222 或 BC 547
1 和 1' : 270 Ohm
2 和 2' : 3300 Ohm
3 和 3' : 1800 Ohm
4 和 4' : 1000 Ohm
光耦 : 6n139 , 4n27 或 Til 111
由于I2C总线的数据传输速率可能很高，因此建议使用快速光耦，此电路在速论大于10KHz时可能就不工作了。用6N139就可以适合更多的情况了。2 PNP和 2 NPN 三极管可以是任何一种类型。如2N2219 和2N2222 (USA)或 BC547 和 BC557 (EUROPE).
它是如何工作的?
我们假设左边发送数据，右边接收数据。假设在左端发送1，上边的光耦将不发光，它的三极管受不到光照。 下一个三极管得不到驱动，尾端的线路接上拉电阻1' 和 3' 。 PNP 三极管 5' 将得不到驱动。 因此接到它的发光二极管将不发亮。So there is no feedback signal . So far so good.
现在我们看下如果送0的话会发生什么情况。第一个三极管5将被启动。 因此，与其相接的二极管将会点亮发光。由此而引起与期相配合的三极管开始导通。输出线是通过电阻3拉至低电平， 这一低电平引起PNP三极管导通。从而引起另一个光耦发光，与之相应的三极管导通……
