1.一个I2C总线中可连接多个I2C通信设备，支持多个主机及多个从机。
2.两线制：一条双向串行通信的数据线（SDA），一条串行时钟线（SCL）。
3.每个连接到总线的从设备都有一个独立的地址，主机利用这个地址对设备进行访问。
4.总线通过上拉电阻接到电源（2~15V）。当 I2C 设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
为什么要有上拉电阻？（在大多数情况下，由于I2C接口采用Open Drain（开漏）机制，器件本身只能输出低电平，无法主动输出高电平，只能通过外部上拉电阻RP将信号线拉至高电平。因此I2C总线上的上拉电阻是必须的，）
5.多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。
6.具有三种传输模式：标准模式传输速率为 100kbit/s ，快速模式为 400kbit/s ，高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多 I2C 设备尚不支持高速模式。
7.连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。
8.半双工方向同步通信。
1.I2C的基本读写过程
（1）起始信号产生后，所有从机就开始等待主机紧接下来广播 的从机地址信号(SLAVE_ADDRESS)。 在 I2C 总线上，每个设备的地址都是唯一的， 当主机广播的地址与某个设备地址相同时，这个设备就被选中了，没被选中的设备将会忽略之后的数据信号。根据 I2C 协议，这个从机地址可以是 7 位或 10 位。
（2）在地址位之后，是传输方向的选择位。该位为 0 时，主机向从机写数据，该位为 1 时，则相反，即主机由从机读数据。从机接收传输方向选择位后，主机或从机会返回一个应答(ACK)或非应答(NACK)信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。
（3）写数据：若配置的方向传输位为“ 写数据”方向，即图23-2的情况。 广播完地址，接收到应答信号后， 主机开始正式向从机传输数据(DATA)，数据包的大小为 8 位，主机每发送完一个字节数据，都要等待从机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以向从机传输 N 个数据，这个 N 没有大小限制。当数据传输结束时，主机向从机发送一个停止传输信号(P)，表示不再传输数据。
（4）读数据：若配置的方向传输位为“ 读数据”方向，即图23-3的情况。 广播完地址，接收到应答信号后， 从机开始向主机返回数据(DATA)，数据包大小也为 8 位，从机每发送完一个数据，都会等待主机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以返回 N 个数据，这个 N 也没有大小限制。当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NACK)，则从机自动停止数据传输。
（5）读和写数据：除了基本的读写， I2C 通讯更常用的是复合格式，即图23-4的情况。该传输过程有两次起始信号(S)。一般在第一次传输中，主机通过 SLAVE_ADDRESS 寻找到从设备后，发送一段“数据”，这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址(注意区分它与 SLAVE_ADDRESS 的区别)；在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。也就是说，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。
2.通信的起始和停止信号
当SCL线是高电平时，SDA从高电平向低电平切换，表示通信的起始；SDA线由低电平向高电平切换，表示通信的停止。起始和停止信号一般由主机产生。
3.数据有效性
SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，当SCL为低电平时，SDA数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。每次数据传输都以字节为单位，每次传输的字节数不受限制。
4.地址及数据方向
I2C总线上每个设备都有自己的地址，主机发起通信时，通过SDA信号线发送设备地址来查找从机。I2C协议规定设备地址可以是7位或者10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，该位为“0”时表示主机向从机写数据，该位为“1”时表示主机由从设备读数据。读数据方向时，主机会释放对SDA信号线的控制，由从机控制SDA信号线，主机接收信号；写数据方向时，SDA由主机控制，从机接收信号。
5.响应
响应包括“应答（ACK）”和“非应答（NACK）”两种信号。作为数据接收端时，当设备（无论主从机）接收到I2C传输的一个字节数据或地址后，若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答（ACK）”信号，发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答（NACK）”信号，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。传输时主机产生时钟，在第9个时钟时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA，若SDA为高电平，表示非应答信号（NACK），低电平表示应答信号（ACK）。
