STM32单片机I2C通信详解：详解I2C协议、配置和应用，掌握低速数据传输

# 1. STM32单片机I2C通信概述

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，广泛用于嵌入式系统中连接微控制器和外围设备。STM32单片机内置了I2C接口，支持与各种I2C设备进行通信。

I2C通信采用主从模式，由一个主设备控制通信过程，多个从设备响应主设备的请求。I2C总线使用两条线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。主设备通过SDA线发送和接收数据，SCL线提供时钟信号。

I2C通信具有以下特点：

- 低成本、低功耗
- 支持多主设备和多从设备
- 数据传输速率可配置
- 具有地址寻址功能，方便识别不同的从设备

# 2. I2C协议详解

### 2.1 I2C协议的基本原理

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在集成电路（IC）之间进行数据传输。它是一种半双工通信协议，这意味着设备可以在同一总线上同时发送和接收数据。I2C协议的特点是：

- **低速率：**I2C协议的传输速率通常在100 kbps到1 Mbps之间。
- **多主控：**I2C总线上可以连接多个主控设备，但同一时间只能有一个主控设备控制总线。
- **从属设备寻址：**每个从属设备都有一个唯一的7位或10位地址，主控设备通过发送地址来选择要通信的从属设备。
- **数据传输：**数据以8位字节的形式传输，每个字节后面跟一个ACK（确认）或NACK（非确认）信号。

### 2.2 I2C协议的数据传输格式

I2C协议的数据传输格式包括以下部分：

- **起始位：**由主控设备发送，表示数据传输的开始。
- **从机地址：**主控设备发送从机地址，指定要通信的从机设备。
- **读/写位：**主控设备发送读/写位，指示是要读取数据还是写入数据。
- **数据：**主控设备和从机设备交换数据。
- **停止位：**由主控设备发送，表示数据传输的结束。

### 2.3 I2C协议的地址寻址和数据传输

I2C协议的地址寻址和数据传输过程如下：

1. **主控设备发送起始位。**
2. **主控设备发送从机地址。**
3. **从机设备响应，发送ACK信号。**
4. **主控设备发送读/写位。**
5. **从机设备再次响应，发送ACK信号。**
6. **主控设备和从机设备交换数据。**
7. **主控设备发送停止位。**

**代码示例：**

// 发送起始位
I2C_SendStart(I2C1);

// 发送从机地址（7位地址）
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x50, I2C_Direction_Transmitter);

// 等待从机响应
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));

// 发送数据
I2C_SendData(I2C1, 0x00);

// 等待数据发送完成
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

// 发送停止位
I2C_SendStop(I2C1);

**代码逻辑分析：**

该代码段演示了如何使用I2C协议发送起始位、从机地址、数据和停止位。

- `I2C_SendStart(I2C1)`：发送起始位。
- `I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x50, I2C_Direction_Transmitter)`：发送7位从机地址（0x50）和读/写位（传输器）。
- `while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED))`：等待从机响应。
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