stm32指南者I2C通信总结！

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一、I2C基础

        一个I2C有一个主机和多个从机，这些主从机的数据通过总线SDA发送或接收；SCl为串行时钟总线，其作用为同步数据总线SDA的数据发送或接收。

        在I2C通信过程中，未进行通信的（空闲的）从机是输出高阻态的，避免从机之间短接，。当所有从机都空闲的时候，都输出高阻态，上拉电阻就会使总线拉成高电平。

        每一个从机都有自己的地址，当主机通过SDA先发送该地址的时候，就可以找到对应的从机，然后主机和从机之间就可以进行数据传输。注：主机与从机的地址位数初始化时要设定一致，如都是7位或都是10位，否则通信失败。（可以通过查主从机的资料查看其对应的地址是多少位）

        I2C三种传输速度：需要查看主从机的资料确定其支持的速度，一般设置为快速。

                                标准：100kbit/s

                                快速：400bit/s

                                高速：3.4Mbit/s

 二、I2C协议

1、写过程：

        拿主机为stm32举例，首先stm32需要发送一个起始信号(s)给从机，然后再发送从机的地址（7或10位地址，一般为7为）和写信号（0），然后等待从机应答，从机应答后，主机发送数据给从机，由此从机每应答一次，主机就发送一次数据，直到从机不应答，然后设置停止发送（P）。

2、 读过程：

        读过程和写过程差不多，首先stm32需要发送一个起始信号(s)给从机，然后再发送从机的地址（7或10位地址，一般为7为）和读信号（1），然后等待从机应答，从机应答后，便主动发送数据给主机然后等待主机应答，主机应答后从机再次发送数据给主机，由此主机每应答一次，从机就发送一次数据，直到主机不应答，然后主机设置停止发送（P）。

 3,、读写复合：

        该图可以看出，有两个一样的过程，都是从S---A/~AA，但是不同的是第一个date是主机发送给从机的一个“从机里面储存数据的地址”，第二个date则是数据。读写复合是I2C最常用的。

 4、起始信号（s）、停止信号（P）、从机地址、应答和非应答

起始信号：SDA置低电平，SCL为高电平（通信开始）

停止信号：SDA置高电平，SCL为高电平（通信停止）

当数据开始传输时，SCL为高电平的时候传输的数据是有效的，反之无效，直至下一个SCL高电平。

 前面说过，从机地址位7位或者10位，一般为7位，加上读写（1或0）就变成8位，

MSB：高位先行（代表高位）

LSB：低位先行（代表低位）

        那什么是应答信号或非应答呢？

        当数据传输完成之后，数据传输端（可能是主机，也可能是从机）使SDA变成高电平，然后放弃空SDA先，给数据接收端控制该总线，若数据接收端将SDA置低电平则为应答信号，控制权再交给数据发送端，，，反之SDA一直为高电平时，则为非应答信号。

 

 三、STM32与I2C

1、框架

发送数据：当Stm32要发送数据的时候，需要从数据寄存器（DR）一位一位的将数据放到移位寄存器中，然后再一位位的发送给从机。

接收数据：数据是从机一位位的传输到移位寄存器中，然后再存放到数据寄存器里面。

 2、主发送器和主接收器

EV都是事件，简单来说都是标志位，用来检测某些动作是否完成的标志位。

主发送器：

        a、控制产生起始信号 (S) ，当发生起始信号后它产事件“ EV5 ”，并会对 SR1 寄存器的“ SB ”位置 1，表示起始信号已经发送；
        b、发送设备地址并等待应答信号，若有从机则产生事件“ EV6 ”及 “EV8 ”，这时 SR1 寄存器的    “ ADDR ”位及“ TXE”位被置 1，ADDR 为1表示地址已经发送，TXE为1表数据寄存器为空。

         c、往I2C 的“数据寄存器 DR ”写入要发送的数据，这时TXE位会被重置 0，表 示数据寄存器非空， I2C 外设通过 SDA 信号线一位把数据发送出去后，又 会产生“ EV8 ”事件，即 TXE位被置 1，重复这个过程，可以发送多字节数据；
        d、发送数据完成后，控制 I2C 设备产生一个停止信号 (P) ，这个时候会产生 EV2 事件， SR1 的TXE位及 BTF BTF位都被置 1，表示通讯结束。

主接收器： 

        a、起始信号 (S) 是由主机端产生的，控制发起始信号后它事件 “EV5 ”，并会对 SR1 寄存器的“ 寄存器的“ SB ”位置 1，表示起始信号已经发送；
        b、发送设备地址并等待应答信号，若有从机则产生事件“ EV6 ”这 时SR1 寄存器的“ ADDR ”位被置 1，表示地址已经发送。

        c、从机端接收到地址后，开始向主发送数据。当这些后，会产生“ EV7 ”事件， SR1 寄存器的 RXNE 被置 1，表示接收数据 寄存器非空，读取该后可对数据清以便接收下一次数据。此时可以控制 I2C 发送应答信号 (ACK) 或非应答信号 (NACK) ，若 应答，则重复以上步骤接收数据若非停止传输；
        d、发送非应答信号 后，产生停止(P) ，结束传输。

 四、结束语

        在实际编程中，写入数据可以根据主发送器来编程，读取数据可以根据读写复合时序来编程，并且要熟悉各种事件的判断。stm32的硬件I2C似乎有点问题，所以很多人直接操作GPIO口来写软件I2C，软件I2C确实际编程起来简单些，只需把起始信号，停止信号，发送数据等写成模块，然后根据读写复合时序编程即可。（根据野火水哥教学随便总结，凌晨了，碎觉去）