I2C（inter-integrated circuit，也简称为IIC）总线类型是由飞利浦半导体公司在20世纪80年代设计出来的。如图8-7所示，使用I2C协议可以通过两根双向的总线（数据线SDA和时钟线SCL）使得LaunchPad可以连接最多128个I2C从机设备。在实现这种总线连接时，唯一需要的外部器件是每根总线上的上拉电阻。在选购I2C设备的时候，要查看其相关手册，查看其是否已经内置了上拉电阻，如果没有则需要在总线和I2C设备之间添加一个上拉电阻。
图8-7 I2C总线示意图
1）I2C主机、从机和引脚
与UART的一对一通信方式不同，I2C总线通信通常有主机（master）和从机（slave）之分。通信时，主机负责启动和终止数据发送，同时还要输出时钟信号；从机被主机寻址，并且响应主机的通信请求。
UART通信中双方需要事先约定同样的波特率才能正常进行通信，而在I2C通信中，通信的速率由主机控制的，主机通过SCL引脚输出时钟信号供总线上的所有从机使用。
同时I2C是一个半双工通信方式，即总线上的设备通过SDA引脚传输数据，数据的发送和接收由主机控制，切换进行。
I2C上的所有通信都是由主机发起的，总线上的设备都应该有各自的地址。主机可以通过这些地址向总线上的任一设备发起连接，从机响应请求并建立连接后，便可进行数据传输。
2）Wire类库成员函数
对于I2C总线的使用，Energia IDE自带了一个类库Wire。在Wire类库中定义的成员函数如下。
（1）begin（）。
功能：初始化I2C连接，并作为主机或从机设备加入I2C总线。
语法：Wire.begin（）；
Wire.begin（address）。
参数：address，一个7位的从机地址，取值范围0～127。当没有该参数时，设备会以主机模式加入I2C总线；当填写了该参数时，设备会以从机模式加入I2C总线。
返回值：无。
（2）requestFrom（）。
功能：主机向从机发送数据请求信号。使用requestFrom（）后，从机端可以使用onRequest（）注册一个事件用以响应主机的请求，主机可以通过available（）和read（）函数读取这些数据。
语法：Wire.request From（address，quantity）；
Wire.request From（address，quantity，stop）。
参数：address，设备地址；
quantity，请求的字节数；
stop，boolean类型，当其值为true时将发送一个停止信息，释放I2C总线；当其值为false时，将发送一个重新开始信息，并继续保持I2C总线的有效连接。
返回值：无。
（3）begin Transmission（）。
功能：设定传输数据到指定的从机设备。随后可以使用write（）函数发送数据，并搭配end Transmission（）函数结束数据传输。
语法：Wire.begin Transmission（address）。
参数：address，需发送的从机的7位地址。
返回值：无。
（4）end Transmission（）。
功能：结束数据传输。
语法：Wire.end Transmission（）；
Wire.end Transmission（stop）。
参数：stop，当其值为true时将发送一个停止信息，释放I2C总线；当没有填写stop参数时，等效使用true；当其值为false时，将发送一个重新开始信息，并继续保持I2C总线的有效连接。
返回值：byte类型，表示本次传输的状态，取值如下。
0：成功。
1：数据过长，超出发送缓存区。
2：在地址发送时接收到NACK信号。
3：在数据发送时接收到NACK信号。
4：其他错误。
（5）write（）。
功能：当为主机状态时，主机将要发送的数据加入发送队列；当为从机状态时，从机发送数据至发送请求的主机。
语法：Wire.write（value）；
Wire.write（string）；
Wire.write（data，length）。
参数：value，以单字节发送；
string，以一系列字节发送；
data，以字节形式发送数值；
length，传输的字节数。
返回值：byte类型，返回输出的字节数。
（6）available（）。
功能：返回收到的字节数。在主机中，一般用于主机发送数据请求后；在从机中，一般用于数据接收事件中。
语法：Wire.available（）。
参数：无。
返回值：可读取的字节数。
（7）read（）。
功能：读取1字节的数据。在主机中，当使用request From（）函数发送数据请求信号后，需要使用read（）函数来读取数据；在从机中需要使用该函数读取主机发送来的数据。
用法：Wire.read（）。
参数：无。
返回值：读到的数据。
（8）onReceive（）。
功能：该函数可在从机端注册一个事件，当从机收到发送的数据时被触发。(www.xing528.com)
语法：Wrie.on Receive（handler）。
参数：handler，可被触发的事件。该事件带有一个int型参数（从主机读到的字节数）且没有返回值，如void my Handler（int numBytes）。
返回值：无。
（9）onRequest（）。
功能：注册一个事件，当从机接收到主机的数据请求时即触发。
语法：Wire.on Request（handler）。
参数：handler，可被触发的事件。该事件不带参数且没有返回值，如void my Handler（）。
返回值：无。
3）I2C连接方式
MSP430G2 LaunchPad使用第14（P1.6）和15（P1.7）号引脚作为I2C通信的SCL和SDA引脚。如图8-8所示，两个MSP430G2 LaunchPad可以通过将SCL、SDA引脚一一对应连接起来建立I2C连接。注意：此时绿色LED上面的跳线帽要拔掉。
如果需要有更多的I2C设备，也可以将它们连入总线中来。
4）主机写数据，从机接收数据
本实验要将两个LaunchPad分别配置为主机和从机，主机向从机传输数据，从机收到数据后再输出到串口显示。主、从机两端的I2C控制程序实现流程图如图8-9所示。
图8-8 两个LaunchPad间的I2C连接
图8-9 主机发送数据，从机接收数据
（1）主机部分。在菜单栏中打开“File”→“Examples”→“Wire”→“master_writer”，这时在编辑窗口会出现程序，如表8-4所示。
表8-4 I2C通信示例“msterwriter”程序清单
（续表）
（2）从机部分。在菜单栏中打开“File”→“Examples”→“Wire”→“slave_receiver”，这时在编辑窗口会出现程序如表8-5所示。
表8-5 I2C通信示例“slavereceiver”程序清单
使用两个LaunchPad，分别上传表8-4、表8-5中的程序，并将主、从机相连后，打开从机端的串口监视器，则可以看到如图8-10所示的输出信息，从机输出了从主机发送来的数据。
5）从机发送数据，主机接收数据
本实验仍然用两个LaunchPad分别配置为主机和从机，主机在向从机获取数据后，使用串口输出获得的数据。主、从机两端的I2C控制程序实现流程图如图8-11所示。
（1）主机部分。在菜单栏中打开“File”→“Examples”→“Wire”→“master_reader”，这时在编辑窗口会出现程序，如表8-6所示。
图8-10 从机输出从主机发来的数据
图8-11 从机发送数据，主机读取数据
表8-6 I2C通信示例“masterreader”程序清单
（2）从机部分。
在菜单栏中打开“File”→“Examples”→“Wire”→“slave_sender”，这时在编辑窗口会出现程序，如表8-7所示。
表8-7 I2C通信示例“slavesender”程序清单
（续表）
使用两个LaunchPad，分别上传程序，并将主、从机相连后，打开主机端的串口监视器，则可以看到如图8-12所示的输出信息，主机输出了从机发送来的数据。
图8-12 主机输出由从机发送来的数据
图8-13 BH1750FVI实物图
在实际应用中，一般LaunchPad作为主机，一些支持I2C协议的传感器作为从机。本次实验选用数字式环境光传感器BH1750FVI（见图8-13）作为I2C从机。
BH1750主要特征：
（1）I2C数字接口，支持速率最大为400 kbps。
（2）输出量为光照度（illuminance）。
（3）测量范围1～65 535 lx[1]，分辨率最小到1 lx。
（4）低功耗（Power Down）功能。
（5）屏蔽50／60 Hz市电频率引起的光照变化干扰。
（6）支持两个I2C地址，通过ADDR引脚选择。
（7）较小的测量误差（精度误差最大值±20%）。
BH1750FVI的工作电压VCC取值范围2.4～4.5 V，I2C参考电压1.65～VCC。BH1750FVI支持单次或连续两种测量模式，每种测量模式又提供了0.5 lx、1 lx、4 lx三种分辨率供选择。分辨率越高，一次测量所需的时间就越长。在单次测量模式时，每次测量之后传感器都自动进入Power Down模式。
表8-8所示代码测试了传感器在一次测量高分辨率模式下的功能，更详细的信息请查阅产品的datasheet。
表8-8 BH1750应用示例程序清单
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