STM32单片机I2C通信：7个实战技巧，掌握串行通信的精髓

# 1. STM32单片机I2C通信基础

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，广泛用于连接微控制器和外围设备。它采用两线制传输方式，包括一条数据线（SDA）和一条时钟线（SCL），具有低成本、低功耗、易于实现等优点。

STM32单片机集成了I2C外设，支持I2C通信功能。本章将介绍I2C通信的基础知识，包括I2C总线结构、通信原理、数据传输格式和时序等，为后续的I2C通信实践和应用奠定基础。

# 2. I2C通信协议与硬件配置

### 2.1 I2C通信协议概述

#### 2.1.1 I2C总线结构和通信原理

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种串行通信协议，用于连接微控制器、传感器和其他外围设备。它采用两线制通信，包括一条数据线（SDA）和一条时钟线（SCL）。

I2C总线采用主从模式，一个主设备控制总线，多个从设备连接到总线上。主设备负责发起通信，从设备负责响应主设备的请求。

#### 2.1.2 I2C数据传输格式和时序

I2C数据传输采用8位字节格式，包括一个起始位、7个数据位、一个奇偶校验位和一个停止位。

**起始位：**低电平，表示通信开始。
**数据位：**7位数据，从最高有效位（MSB）开始传输。
**奇偶校验位：**可选择启用或禁用，用于验证数据传输的正确性。
**停止位：**高电平，表示通信结束。

I2C数据传输时序由时钟线（SCL）控制。主设备生成时钟信号，从设备根据时钟信号进行数据传输。

### 2.2 STM32单片机I2C硬件配置

#### 2.2.1 I2C外设寄存器和配置

STM32单片机中，I2C外设寄存器主要包括以下几个：

* **I2C_CR1：**控制寄存器，用于配置I2C外设的工作模式、时钟源和波特率。
* **I2C_CR2：**配置寄存器，用于配置I2C外设的中断和DMA传输。
* **I2C_OAR1：**设备地址寄存器，用于配置从设备的地址。
* **I2C_DR：**数据寄存器，用于发送和接收数据。
* **I2C_SR1：**状态寄存器，用于指示I2C外设的当前状态。
* **I2C_SR2：**状态寄存器，用于提供更多状态信息。

#### 2.2.2 I2C时钟源和波特率设置

I2C时钟源可以是APB1时钟或APB2时钟。波特率由I2C_CR2寄存器的CCRx位设置，范围为100 kbps至400 kbps。

// 设置I2C时钟源为APB1时钟
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_I2C1_SW_APB1;

// 设置I2C波特率为100 kbps