STM32学习笔记8 ------- IIC通信协议原理及使用

IIC(Inter-Integrated Circuit)通信协议由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要使用USART、CAN等通信协议的外部收发设备，被广泛地用于系统内多个集成电路间的通信。

分层简化复杂问题

• 芯片被分为内核层和片上外设
• STM32标准库则是在寄存器与用户代码之间的软件层
• 通信协议则可将其分为物理层和协议层
  • 物理层

    规定通信系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒介中的传输。

  • 协议层

    主要规定通信逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。

IIC物理层

1.它是一个支持设备的总线。在一个IIC通信总线中，支持多个通信主机及多个通信从机。

2.一个IIC总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA)，一条串行时钟线(SCL)。数据线用来表示数据，时钟线用于同步数据的收发。

3.每个设备都有一个独立的地址，主机可利用这个地址进行不同设备之间的访问。

4.总线通过上拉电阻接到电源。当IIC设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲时，都输出高阻态，由上拉电阻把总线拉成高电平。(ps:高阻态：表示电路中的某个节点具有相对电路中其他点相对更高的阻抗。对下级电路无任何影响，电平高低由后面接到电路决定。)

什么是三态门与高阻态？

5.多个主机同时使用总线时，为防止数据冲突，利用仲裁方式解决由哪个设备占用总线。

6.具有3种传输模式：标准模式100kbps, 快速模式400kbps, 高速模式3.4Mbps.

7.连接到相同总线的IC数量受到总线的最大电容400pF限制。

IIC协议层

定义了通信的起始信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。

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)

STM32标准库IIC初始化结构体详解

STM32标准库提供了IIC初始化结构体及初始化函数，来配置IIC外设。
stm32f10x_i2c.h和stm32f10x_i2c.c中定义。

typedef struct{
	uint32_t I2C_ClockSpeed;     // 设置SCL时钟频率，此值要低于400000
	uint16_t I2C_Mode;     		  // 指定工作模式
	uint16_t I2C_DutyCycle;		  // 指定时钟占空比
	uint16_t I2C_OwnAddress1;   // 指定自身的I2C设备地址
	uint16_t I2C_Ack;				  // 使能或关闭响应
	uint16_t I2C_AcknowledgedAddress;   // 指定地址的长度， 7/10
}I2C_InitTypeDef;