10:IIC通信

1：IIC通信

I2C总线（Inter IC BUS） 是由Philips公司开发的一种通用数据总线，应用广泛，下面是一些指标参数： 

• 两根通信线：SCL（Serial Clock，串行时钟线）、SDA（Serial Data，串行数据线）。
• 同步，半双工。
• 主从机通信过程中，会带数据应答。
• 支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）。“多主多从”模式更复杂，下面没有特殊说明，默认都是“一主多从”模式。
• 高位先行。

那同步时序和异步时序的优缺点各是什么呢？

• 同步时序：优点是对时间要求不严格，可以软件手动翻转电平实现通信，所以可以大幅降低单片机对外围硬件电路的依赖，在一些低端单片机没有硬件资源的情况下，很容易使用软件来模拟时序；缺点就是多一个时钟线。
• 异步时序：优点是少一根时钟线，节省资源；缺点是对时间要求严格，对硬件电路的依赖严重。

一个通信协议，就必须在硬件和软件上都做出规定 

• 硬件上规定电路如何连接、端口的输入输出模式等
• 软件上规定通信时序、字节如何传输、高位/低位先行等

 

硬件电路规定所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起。设备的SCL和SDA均要配置成 开漏输出模式。SCL和SDA各添加一个 上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右。
总结：为防止总线没协调好，导致电源短路，采用 外置弱上拉电阻+开漏输出 的电路结构。

• CPU：主机，对总线控制权力大。任何时候，都是主机对SCL完全控制。空闲状态下，主机可以主动发起对SDA的控制。
• 被控ICx：从机，对总线控制权力小。任何时刻，从机都只能被动读取SCL线。只有在从机发送数据、或者从机发送应答位时，从机才短暂的具有对SDA的控制权。
• 从机设备地址：为了保证通信正常，每个从机设备都具有一个唯一的地址。在I2C协议标准中，从机设备地址分为7位地址、10位地址，其中7位较为简单且应用更广泛。不同的I2C模块出厂时，厂商都会为其分配唯一的7位地址，具体可以在芯片手册中查询，如MPU6050的地址是110_1000，AT24C02的地址是101_0000等，其中器件地址的最后几位是可以在电路中改变的。总线上都是不同模块一般不会有地址冲突，若总线上有相同的模块就需要外界电路来相应的器件地址。
• 通信引脚结构：输入线都很正常。输出线则采用开漏输出，引脚下拉是“强下拉”，引脚上拉则处于“浮空状态”。于是所有设备都只能输出低电平，为了避免高电平造成的引脚浮空，就需要在总线外面设置上拉电阻（弱上拉）。采用这个模式的好处：

1.     完全杜绝了电源短路的情况，保证了电路安全。
   2.避免了引脚模式的频繁切换。开漏+弱上拉的模式，同时兼具了输入和输出的功能。要想输出就直接操纵总线；要想输入就直接输出高电平，然后读取总线数据，无需专门将GPIO切换成输入模式。
   3.此模式可以实现“线与”功能。只有总线上所有设备都输出高电平，总线才是高电平；否则只要有一个设备输出低电平，总线就是低电平。I2C可以利用这个特征，执行多主机模式下的时钟同步（所以SCL也采用此模式）和总线仲裁。

下面介绍I2C通信的软件规定-----时序结构（一主多从） 

下面的这些操作的主语都是“主机”。

• 起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平。
• 终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平。
• 发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节。
• 接收一个字节：主机在接收之前释放SDA，只控制SCL变化。SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行，且一般贴着SCL下降沿变化）；SCL高电平期间，主机读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节。
• 
• 发送应答：主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答。若从机没有收到主机的应答，就会完全释放SDA的控制权，回到待机模式。
  接收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）。

 2： MPU6050简介

MPU6050是一个6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合，可进一步得到姿态角（欧拉角），常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景。以飞机为例，欧拉角就是飞机机身相对于初始3个轴的夹角——俯仰（Pitch）、滚转（Roll）、偏航（Yaw）。但是单一的加速度计、陀螺仪、磁力计都不能获得精确且稳定的欧拉角，只有综合多种传感器进行数据融合、取长补短，才能获得精确且稳定的欧拉角。常见的数据融合算法，一般有互补滤波、卡尔曼滤波等（惯性导航领域——姿态解算）。 下面给出MPU6050芯片的一些参数：
 

3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度。本质上就是弹簧测力计：F = m a F=maF=ma。测量的值是合加速度，由于系统运动时有运动加速度的影响，所以只有在静态时才表示系统的姿态。也就是说，加速度计静态稳定，而动态不稳定。
3轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度。若想得到角度，只需要对角速度进行积分即可。陀螺仪的缺点是，物体静止时，会由于噪声导致角速度无法完全归零，于是就会导致积分得到的角度产生缓慢的漂移，积分时间越长漂移越明显，但当物体运动时就可以忽略漂移的大小。也就是说，陀螺仪动态稳定，而静态不稳定。
3轴磁场传感器（选修）：测量X、Y、Z轴的磁场强度，某些芯片会有此功能。
气压传感器（选修）：测量气压大小，一般气压值反映高度信息（海拔高度），某些芯片会有此功能。
注：于是姿态解算的大题思路就是：将“加速度计”、“陀螺仪”进行互补滤波，融合得到静态和动态都稳定的姿态角。
注：上图所示的机械结构只是便于理解，实际MPU6050芯片中不存在图示的机械结构。

16位ADC采集传感器的模拟信号，量化范围：-32768~32767（有符号数）。
加速度计满量程选择：±2、±4、±8、±16（g，1g=9.8m/s2）。
陀螺仪满量程选择： ±250、±500、±1000、±2000（°/sec）。
可配置的数字低通滤波器，使输出数据更加平缓。
可配置的时钟源、可配置的采样分频。时钟源经过分频后，为内部的ADC提供转换时钟
I2C从机地址（手册可以查看到）：MPU6050的设备号固定为0x68（某些批次可能为0x98），所以可以用于验证I2C读出协议是否正常。对于出厂地址为0x68的芯片来说，调整AD0引脚电压就可以改变其从机地址：1101000（AD0=0）、1101001（AD0=1）。

 

实验1：软件读写MPU6050

 

通过I2C通信协议，对MPU6050内部的寄存器进行读写。写入到配置寄存器，就可以对这个外挂模块进行配置。读出数据寄存器，就可以获取外挂模块的数据。最终将读出的数据显示在OLED屏幕上。要求显示：设备的ID号、加速度传感器的三个输出数据、陀螺仪传感器的三个输出数据（角速度）。

注：串口是异步通信，时序严格，所以一般不用软件模拟；I2C等同步通信，对时序要求不严格，可以很方便的进行软件模拟。
注：软件模拟时，SCL和SDA都是普通的GPIO口，所以可以随便接。
注：SCL和SDA都应该有一个上拉电阻，在模块的电路中已经设计了这个上拉电阻，所以可以跳线直连GPIO口。
 

 main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "MPU6050.h"

int main(void){
    MPU6050_DataStruct SensorData;//存放6轴传感器数据
        
    OLED_Init();   //OLED初始化 
    MPU6050_Init();//MPU6050初始化
    
    //显示一些基本信息
    OLED_ShowString(1,1,"ID:");
    OLED_ShowHexNum(1,4,MPU6050_GetID(),2);
//    OLED_ShowString(1,1,"Acce:  | Gyro:");
    OLED_ShowString(2,1,"       |");
    OLED_ShowString(3,1,"       |");
    OLED_ShowString(4,1,"       |");
    //不断获取传感器值并显示
    while(1){
        MPU6050_GetData(&SensorData);
        //原始数值
//        OLED_ShowSignedNum(2,1,SensorData.Acce_X,5);
//        OLED_ShowSignedNum(3,1,SensorData.Acce_Y,5);
//        OLED_ShowSignedNum(4,1,SensorData.Acce_Z,5);
//        OLED_ShowSignedNum(2,9,SensorData.Gyro_X,5);
//        OLED_ShowSignedNum(3,9,SensorData.Gyro_Y,5);
//        OLED_ShowSignedNum(4,9,SensorData.Gyro_Z,5);
        //转换成小数的数值
        OLED_ShowFloat(2,1,(float)SensorData.Acce_X/32768*20,3,1);
        OLED_ShowFloat(3,1,(float)SensorData.Acce_Y/32768*20,3,1);
        OLED_ShowFloat(4,1,(float)SensorData.Acce_Z/32768*20,3,1);
        OLED_ShowFloat(2,9,(float)SensorData.Gyro_X/32768*500,3,1);
        OLED_ShowFloat(3,9,(float)SensorData.Gyro_Y/32768*500,3,1);
        OLED_ShowFloat(4,9,(float)SensorData.Gyro_Z/32768*500,3,1);
    };
}

I2C_User.h

#ifndef __I2C_USER_H
#define __I2C_USER_H

void  I2C_User_Init(void);
void I2C_User_Start(void);
void I2C_User_Stop(void);
void I2C_User_SendByte(uint8_t send_byte);
uint8_t I2C_User_RecvByte(void);
void I2C_User_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t I2C_User_RecvAck(void);

#endif

 I2C_User.c

//本文件 定义I2C的6个基本的时序单元，供其他模块调用
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

//引脚操作的封装和改名，方便移植——移植时仅需修改本部分即可
//
//定义I2C通信的两个引脚-PB10为SCL、PB11为SDA
#define I2C_User_SCL_Port GPIOB
#define I2C_User_SDA_Port GPIOB
#define I2C_User_SCL GPIO_Pin_10
#define I2C_User_SDA GPIO_Pin_11
//#define I2C_User_SCL_High GPIO_SetBits  (I2C_User_SCL_Port, I2C_User_SCL)
//#define I2C_User_SCL_Low  GPIO_ResetBits(I2C_User_SCL_Port, I2C_User_SCL)
//#define I2C_User_SDA_High GPIO_SetBits  (I2C_User_SDA_Port, I2C_User_SDA)
//#define I2C_User_SDA_Low  GPIO_ResetBits(I2C_User_SDA_Port, I2C_User_SDA)
//写SCL的操作
void I2C_User_W_SCL(uint8_t BitValue){
    GPIO_WriteBit(I2C_User_SCL_Port,I2C_User_SCL,(BitAction)BitValue);
    Delay_us(3);// 延迟一位（I2C最大通信速率400kHz-2.5us）
}

//写SDA的操作
void I2C_User_W_SDA(uint8_t BitValue){
    GPIO_WriteBit(I2C_User_SDA_Port,I2C_User_SDA,(BitAction)BitValue);
    Delay_us(3);// 延迟一位（I2C最大通信速率400kHz-2.5us）
}

//读SDA的操作
uint8_t I2C_User_R_SDA(void){
    uint8_t BitValue=0;
    BitValue = GPIO_ReadInputDataBit(I2C_User_SDA_Port,I2C_User_SDA);
    Delay_us(3);// 延迟一位（I2C最大通信速率400kHz-2.5us）
    return BitValue;
}

//初始化两个GPIO口
void  I2C_User_Init(void){
    // 开启APB2-GPIOB的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    // 初始化PA的输出端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = I2C_User_SCL | I2C_User_SDA;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//开漏输出
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    // 默认输出为高电平-释放总线
    GPIO_SetBits(GPIOB, I2C_User_SCL | I2C_User_SDA);
}
//

// 下面是I2C的六个基本时序-移植时无需修改
// 注：除了终止条件，SCL以高电平结束；其他时序都以SCL低电平结束
//
//1. 发送起始位
void I2C_User_Start(void){
    // 调整SCL、SDA输出均为高电平-保险起见，先将SDA拉高
    I2C_User_W_SDA(1);
    I2C_User_W_SCL(1);
    // SDA输出下降沿
    I2C_User_W_SDA(0);
    // 拉低SCL
    I2C_User_W_SCL(0);
}

//2. 发送终止位
void I2C_User_Stop(void){
    // 调整SCL、SDA输出均为低电平
    I2C_User_W_SCL(0);
    I2C_User_W_SDA(0);
    // 拉高SCL
    I2C_User_W_SCL(1);
    // 拉高SDA
    I2C_User_W_SDA(1);  
}
    
//3. 发送一个字节
void I2C_User_SendByte(uint8_t send_byte){
    uint8_t i=0;
    for(i=0;i<8;i++){
        //改变SDA
        I2C_User_W_SDA((0x80>>i) & send_byte);
        //拉高SCL
        I2C_User_W_SCL(1);
        //拉低SCL
        I2C_User_W_SCL(0);
    }
}

//4. 接收一个字节
uint8_t I2C_User_RecvByte(void){
    uint8_t recv_byte=0x00;
    uint8_t i=0;
    //主机释放总线
    I2C_User_W_SDA(1);
    //接收数据
    for(i=0;i<8;i++){
        // 拉高SCL
        I2C_User_W_SCL(1);
        // 读取数据
        if(I2C_User_R_SDA()==1){
            recv_byte |= (0x80>>i);
        }
        // 拉低SCL
        I2C_User_W_SCL(0);
    }
    return recv_byte;
}

//5. 发送应答位
void I2C_User_SendAck(uint8_t AckBit){
    // 将应答位放在SDA上
    I2C_User_W_SDA(AckBit);
    // 拉高SCL
    I2C_User_W_SCL(1);
    // 拉低SCL
    I2C_User_W_SCL(0);
}

//6. 接收应答位
uint8_t I2C_User_RecvAck(void){
    uint8_t AckBit=0;
    //主机释放总线
    I2C_User_W_SDA(1);
    // 拉高SCL
    I2C_User_W_SCL(1);
    // 读取应答信号
    AckBit = I2C_User_R_SDA();
    // 拉低SCL
    I2C_User_W_SCL(0);
    return AckBit;
}
//

  MPU6050.h

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H

//定义MPU6050的6轴数据结构体
typedef struct{
    int16_t Gyro_X;
    int16_t Gyro_Y;
    int16_t Gyro_Z;
    int16_t Acce_X;
    int16_t Acce_Y;
    int16_t Acce_Z;
    int16_t Temp;
}MPU6050_DataStruct;

//外部可调用函数
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddr, uint8_t wData);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddr);
void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetID(void);
void MPU6050_GetData(MPU6050_DataStruct* MPU6050_Data);

#endif

MPU6050.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "I2C_User.h"
#include "MPU6050.h"

//定义从机地址、寄存器地址
#define MPU6050_ADDRESS           0xD0
#define MPU6050_REG_SMPLRT_DIV    0x19
#define MPU6050_REG_CONFIG        0x1A
#define MPU6050_REG_GYRO_CONFIG   0x1B
#define MPU6050_REG_ACCEL_CONFIG  0x1C

#define MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_H  0x3B
#define MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_L  0x3C
#define MPU6050_REG_ACCEL_YOUT_H  0x3D
#define MPU6050_REG_ACCEL_YOUT_L  0x3E
#define MPU6050_REG_ACCEL_ZOUT_H  0x3F
#define MPU6050_REG_ACCEL_ZOUT_L  0x40
#define MPU6050_REG_TEMP_OUT_H    0x41
#define MPU6050_REG_TEMP_OUT_L    0x42
#define MPU6050_REG_GYRO_XOUT_H   0x43
#define MPU6050_REG_GYRO_XOUT_L   0x44
#define MPU6050_REG_GYRO_YOUT_H   0x45
#define MPU6050_REG_GYRO_YOUT_L   0x46
#define MPU6050_REG_GYRO_ZOUT_H   0x47
#define MPU6050_REG_GYRO_ZOUT_L   0x48

#define MPU6050_REG_PWR_MGMT_1    0x6B
#define MPU6050_REG_PWR_MGMT_2    0x6C
#define MPU6050_REG_WHO_AM_I      0x75

//MPU6050指定地址写寄存器
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddr, uint8_t wData){
    I2C_User_Start();
    I2C_User_SendByte(MPU6050_ADDRESS);
    I2C_User_RecvAck();//暂时不对应答位进行处理
    I2C_User_SendByte(RegAddr);
    I2C_User_RecvAck();
    I2C_User_SendByte(wData);
    I2C_User_RecvAck();
    I2C_User_Stop();
}

//MPU6050指定地址读寄存器
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddr){
    uint8_t rData=0x00;
    
    I2C_User_Start();
    I2C_User_SendByte(MPU6050_ADDRESS);
    I2C_User_RecvAck();//暂时不对应答位进行处理
    I2C_User_SendByte(RegAddr);
    I2C_User_RecvAck();
    
    I2C_User_Start();
    I2C_User_SendByte(MPU6050_ADDRESS | 0x01);
    I2C_User_RecvAck();//暂时不对应答位进行处理
    rData = I2C_User_RecvByte();
    I2C_User_SendAck(1);
    I2C_User_Stop();
    
    return rData;
}

//MPU6050初始化
void MPU6050_Init(void){
    //I2C初始化
    I2C_User_Init();
    //不复位、解除睡眠、不开启循环模式、温度传感器失能、选择陀螺仪x轴时钟
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_PWR_MGMT_1,0x01);
    //没有开启循环模式
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_PWR_MGMT_2,0x00);
    //采样率10分频
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_SMPLRT_DIV,0x09);
    //不使用外部同步、DLPF设置等级6
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_CONFIG,0x06);
    //陀螺仪：自测失能、满量程±500°/s-000_01_000
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_GYRO_CONFIG,0x08);
    //加速度计：自测失能、满量程±2g、失能运动检测-000_00_000
    MPU6050_WriteReg(MPU6050_REG_ACCEL_CONFIG,0x00);
}

//获取MPU6050的ID号
uint8_t MPU6050_GetID(void){
    return MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_WHO_AM_I);
}

//获取MPU6050的传感器数据
void MPU6050_GetData(MPU6050_DataStruct* MPU6050_Data){
    uint16_t sensor_byte_L, sensor_byte_H;
    //获取加速度计数据
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_L);
    MPU6050_Data->Acce_X = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_YOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_YOUT_L);
    MPU6050_Data->Acce_Y = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_ZOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_ACCEL_ZOUT_L);
    MPU6050_Data->Acce_Z = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    //获取陀螺仪数据
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_XOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_XOUT_L);
    MPU6050_Data->Gyro_X = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_YOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_YOUT_L);
    MPU6050_Data->Gyro_Y = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_ZOUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_GYRO_ZOUT_L);
    MPU6050_Data->Gyro_Z = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
    //获取温度传感器数据
    sensor_byte_H = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_TEMP_OUT_H);
    sensor_byte_L = MPU6050_ReadReg(MPU6050_REG_TEMP_OUT_L);
    MPU6050_Data->Temp = (int16_t)((sensor_byte_H<<8) | sensor_byte_L);
}

IIC外设简介

总的来说，由于串口是异步时序，对时序要求极其严格，所以几乎不会软件模拟串口，基本上一边倒的采用硬件实现串口通信。而对于I2C通信来说，尽管用硬件电路可以减轻CPU负担，但是硬件I2C总线数量有限、引脚固定等，也有很多限制；而由于I2C是同步时序，软件模拟I2C足够简单且灵活，所以还是有许多场合都使用软件I2C进行通信。若只是简单应用I2C读写数据，使用软件模拟更加灵活；若对时序要求高，可以使用硬件I2C。本节介绍硬件实现I2C的原理。

STM32内部集成了硬件I2C收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、起始终止条件生成、应答位收发、数据收发等功能，减轻CPU的负担，还兼具可以实现完整的多主机通信、时序波形规整、通信速率快等优点，功能非常强大。具体参数如下：

• 支持多主机模型（固定多主机/可变多主机）。stm32是按照“可变多主机”的模式设置硬件电路的，也就是说，需要自己声明自己是主机。
• 支持7位/10位地址模式。10位地址发送两字节寻址，高5位固定为11110（这种开头不会在7位地址中出现），低10位作为地址（第一个字节的最低位还是R/W）。
• 支持不同的通讯速度，标准速度(高达100 kHz)，快速(高达400 kHz)。只要不超过最大频率，多少都可以。
• 支持DMA。多字节传输时可提高传输效率，如指定地址 读/写 多字节。若只有几个字节也没必要配置DMA。
• 兼容SMBus（System Management Bus）协议。SMBus是基于I2C总线改进而来的，主要用于电源管理系统中。本节用不到。
• STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2。
   

 

SDA部分：

• 发送数据过程：首先将数据写入“数据寄存器DR”，当没有移位时，DR中的数据就被转运到“数据移位寄存器”中，并同时置状态寄存器的TXE位为1（发送寄存器空）。此时就可以继续向DR中写入数据。
• 接收数据流程：将数据一位一位的写入“数据移位寄存器”，当一个字节的数据收齐后，将会将数据整体从“数据移位寄存器”转运到“数据寄存器DR”，并同时置标志位RXNE（接收寄存器非空）。此时就可以将数据从DR中读出。
• 比较器和地址寄存器（用不到）：从机模式使用。由于stm32的I2C是基于可变多主机模型设计的，不进行通信时默认为“从机”，于是“自身地址寄存器”就用于存放从机地址，可以由用户指定。“双地址寄存器”存储的也是从机地址，于是stm32就可以同时响应两个从机地址。
• 数据校验模块（用不到）：当发送一个多字节的数据帧时，“帧错误校验计算”可以硬件自动执行CRC校验计算，得到一个字节的校验位附加在数据帧的最后。同样的，当接收的校验字节和CRC计算结果不匹配时，就会置校验错误标志位。
• 评价：整个数据收发流程类似于“串口通信”，只不过串口是全双工通信，收发电路独立；I2C是半双工通信，收发共用一个电路。

1. SCL部分：

• 时钟控制：控制SCL线，具体细节无需了解。
• 时钟控制寄存器CCR：控制“时钟控制”电路执行相应的功能。
• 控制逻辑电路：写入“控制寄存器”，可以对整个电路进行控制；读取“状态寄存器”，可以得知整个电路的工作状态。
• 中断：内部某些事情比较紧急时，可以申请中断。
• DMA请求与响应：在进行很多字节的收发时，可以配合DMA来提高效率。

 

初始化I2C外设时注意四部分：

• RCC时钟：现实需要初始化GPIO、I2C两个外设的时钟。
• GPIO外设：都要配置成复用开漏输出模式。“复用”是交给片上外设来控制，“开漏输出”是I2C协议要求的端口配置。
• I2C外设：老套路了，先定义结构体，再调用一个I2C_Init即可。
• 开关控制：使能I2C外设。
• 注：上图简化成“一主多从模型”，所以SCL只有时钟输出。“多主机模型”时，SCL也会有输入。