10-bit地址空间： I2C支持 10-bit的设备地址，此时的时序如下图所示：
在 10-bit地址的 I2C系统中，需要两个帧来传输 slave的地址。第一个帧的前 5个 bit固定为 b11110，后接 slave地址的高 2位，第 8位仍然是 R/W位，接着是一个 ACK位，由于系统中可能有多个 10-bit slave设备地址的高 2bit相同，因此这个 ACK可能由多有 slave设备设置。第二个帧紧接着第一帧发送，包含 slave地址的低 8位（7:0），接着该地址的 slave回复一个 ACK（或 NACK）。 注意，10-bit地址的设备和 7-bit地址的设备在一个系统中是可以并存的，因为 7-bit地址的高 5位不可能是 b11110。实际上对于 7-bit的从设备地址，合法范围为 b0001XXX-b1110XXX，’X’表示任意值，因此该类型地址最多有 112个（其他为保留地址[1]）。 两个地址帧传输完成后，就开始数据帧的传输了，这和 7-bit地址中的数据帧传输过程相同。