主控器与被控器之间在总线上进行的数据传输称为一帧。按I2C总线规范的约定，一帧信号由启动信号、寻址字节、若干个数据字节、停止信号以及重启动信号组成。
启动信号表示一帧信号的开端，紧随其后的寻址字节包含着7位地址码和位读／写控制位R／W，在寻址字节之后是按R／W约定的读或写操作的数据字节和应答位。一帧结束时，主控器必须发送一个停止信号。
在I2C总线上进行的通信活动的典型信号格式有以下3种。
①主控器向被控器写数据。
主控器向被寻址的被控器发送n个数据字节，在整个数据传输过程中，传输方向不变，其信号传输格式如1所示。
图1 主控器向被控器写数据
②主控器从被控器读数据。
主控器从被寻址的被控器读取n个数据字节，在整个数据传输过程中，都是被控器发送的，其信号传输格式如图2所示。
图2 主控器从被控器读数据
③主控器连续发动两次数据传输。
主控器在占用总线期间进行连续数据传输的过程中，需要改变数据传送方向。这时不仅要发送重启动信号，寻址字节也需要重发，但是两次的读／写方向相反，从而使得两个数据帧被连续地传送，其信号传输格式如图3所示。
图3 两帧连续的数据传输
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