I2C为了解决多设备共用总线，同时不烧毁芯片，GPIO口采用了开漏输出的方式，配合上拉电阻就可以完整的输出高低电平，这个上拉电阻的取值一般在几千欧姆，总线设备多且通信速率要求高的话电阻就小一些，反之电阻就可以大一些。也正是因为采用了开漏输出加上拉电阻的模式，所以I2C信号的抗干扰能力是比较弱的，只适合板上的芯片之间进行通信，并不适合超过40cm电路板之间的通信，下面详细介绍一下I2C硬件方面的问题：
I2C总线主要解决一对多通信的问题，通过构建一条信息通道只需要两个IO端口，两条线就可以把电路板上的所有芯片串联起来，利用这个信息通道相互传输数据，比起UART通信方式大大节约了芯片的IO口资源，同时也降低了PCB的布线成本，不过像汽车在公路上行驶需要遵守交通规则一样，既然所有的设备共用一条总线，那么就需要遵守一些通信规则，而这些通信规则也就让很多的人觉得学习I2C通信的时候会有点吃力。
I2C两天线分别是时钟和数据线，其中时钟是用来同步信号的，发送端在时钟的高电平发出数据，接收端会在时钟的高电平去取数据，那么问题就来了，某一时刻如果有两个设备同时要发送数据，要怎么办，比如说一个设备发送一个高电平，另一个设备发送低电平，最终会发生什么呢？数据线上是高电平？还是低电平？
这其实也是I2C总线硬件设计中最精髓的地方，为了彻底搞清楚这个问题，我们先要弄明白芯片是如何输出高低电平的，在芯片IO口的内部一般会有两颗MOS管，上面的MOS管导通就输出高电平，下面的MOS管导通就输出低电平，这个时候我们把两个IO口都挂在一根总线上，如果一个芯片输出高电平，一个芯片输出低电平，那么电流就之间从高电平流向低电平到地，这条通路其实就是短路了，后果就是必定会有一个元器件烧毁，
那么为了避免这种情况的发生，所以I2C总线对于设备的IO口做了阉割，去掉了上面的MOS管，这样就不可能存在短路的情况了
不过这样就带来另一个问题，设备只能输出低电平，无法输出高电平，那解决的办法就是在总线上加入一颗电阻，称为上拉电阻
加入这个电阻之后，这根总线默认就处于高电平的状态，这颗芯片想输出低电平，把MOS管打开，把总线信号拉低，想要输出高电平只需要关闭MOS管，总线就被上拉电阻拉到高电平了，其实这就是典型的GPIO开漏输出。
回到之前的问题，两颗芯片同时发送信号怎么办？假设都要输出高电平，等于说两个MOS管都关闭，总线默认处于高电平状态，这没有任何的问题，两个芯片都要输出低电平时，等于说两个MOS管都打开，那么总线处于低电平状态也没有问题，一个输出高电平，一个输出低电平，总线处于低电平状态，虽然输出高电平的芯片不能输出高电平，但是任何芯片不会损坏，整个电路是安全的，至于解决输出高电平芯片的问题，那就是软件协议要思考的问题
对于上拉电阻取值是一个比较重要的问题，电阻不能太大，也不能太小，一般是几千欧姆，比较常用的是4.7K、10K，如果电阻太小，比如说50欧姆，那么在总线低电平时，这条通路的电流比较大，可能烧毁芯片，导通的MOS管不完全为0欧姆，这样下拉的MOS无法把电平拉到低电平状态，如果电阻取值太大会出现什么问题呢！GPIO口总会有一些寄生电容，从低电平往高电平转换的过程中，需要通过这颗电阻给这些电容充电
所有I2C通信时，信号沿会有一个爬坡的过程，电阻越大，爬坡沿越缓，严重的话信号就会失真，所有电阻的选择要合适，稳妥的话可以用示波器测量一下信号，看一下波形
