I2C通信原理与实践:在STM32F103C8T6上实现I2C通信

发布时间: 2024-05-01 10:11:44 阅读量: 75 订阅数: 42
![I2C通信原理与实践:在STM32F103C8T6上实现I2C通信](https://img-blog.csdnimg.cn/c2bb88293cac44d0a4aa5a8254b93591.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAV296YXJ0X0thdGU=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16) # 1. I2C通信基础** I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信协议,用于连接微控制器和其他设备。它是一种两线式协议,使用时钟线(SCL)和数据线(SDA)进行通信。I2C通信是一种半双工通信,即一次只能有一个设备发送或接收数据。 I2C通信具有以下优点: - 简单易用:仅需两条线即可实现通信。 - 低成本:I2C接口电路简单,成本低廉。 - 可靠性高:I2C协议具有内置的错误检测机制,确保数据传输的可靠性。 - 广泛应用:I2C广泛应用于各种电子设备中,如传感器、显示器、EEPROM等。 # 2. I2C通信原理** ## 2.1 I2C总线协议 I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种串行通信协议,用于连接多个设备。它是一种半双工协议,一次只能在一个方向上进行通信。I2C总线由两条线组成:数据线(SDA)和时钟线(SCL)。 ## 2.2 I2C数据传输格式 I2C数据传输采用字节格式,每个字节由8位数据和1位起始位和停止位组成。起始位为低电平,停止位为高电平。 数据传输的顺序如下: - 主机发送起始位 - 主机发送设备地址(7位或10位)和读/写标志位 - 从机响应发送应答位 - 主机发送数据(读或写) - 从机响应发送应答位 - 主机发送停止位 ## 2.3 I2C通信时序 I2C通信时序由SCL信号的上升沿和下降沿触发。 **起始条件:** - SCL为高电平,SDA从高电平变为低电平 **停止条件:** - SCL为高电平,SDA从低电平变为高电平 **数据传输:** - SCL为低电平时,SDA由主机或从机控制 - SCL为高电平时,SDA保持稳定 **代码块:** ```c void i2c_start(I2C_TypeDef *I2Cx) { // 发送起始条件 I2Cx->CR1 |= I2C_CR1_START; // 等待起始条件发送完成 while (!(I2Cx->SR1 & I2C_SR1_SB)); } void i2c_stop(I2C_TypeDef *I2Cx) { // 发送停止条件 I2Cx->CR1 |= I2C_CR1_STOP; // 等待停止条件发送完成 while (!(I2Cx->SR1 & I2C_SR1_AF)); } ``` **逻辑分析:** * `i2c_start()`函数发送起始条件,将SDA从高电平变为低电平,同时将SCL保持为高电平。 * `i2c_stop()`函数发送停止条件,将SDA从低电平变为高电平,同时将SCL保持为高电平。 **参数说明:** * `I2Cx`:I2C外设寄存器结构体指针 **表格:** | I2C通信时序 | 描述 | |---|---| | 起始条件 | SDA从高电平变为低电平,SCL保持高电平 | | 数据传输 | SDA由主机或从机控制,SCL为低电平 | | 停止条件 | SDA从低电平变为高电平,SCL保持高电平 | **流程图:** ```mermaid graph LR subgraph I2C通信时序 起始条件 --> 数据传输 --> 停止条件 end ``` # 3.1 I2C外设概述 STM32F103C8T6微控制器包含两个I2C外设:I2C1和I2C2。I2C外设是一个串行通信接口,用于与其他I2C设备(如传感器、显示器和EEPROM)进行通信。 I2C外设具有以下主要特性: - **支持标准模式(100 kbps)和快速模式(400 kbps)** - **多主模式和从模式** - **10位从机地址** - **DMA传输支持** - **可编程时钟速率** ### 3.2 I2C寄存器结构 I2C外设的寄存器结构包括以下主要寄存器: | 寄存器 | 描述 | |---|---| | CR1 | 控制寄存器 1 | | CR2 | 控制寄存器 2 | | OAR1 | 设备地址寄存器 1 | | OAR2 | 设备地址寄存器 2 | | DR | 数据寄存器 | | SR1 | 状态寄存器
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