STM32 I2C通信协议解析：5个实战应用，轻松掌握

# 1. STM32 I2C通信协议简介

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。它是一种简单、低成本的通信方式，广泛应用于各种嵌入式系统中。

STM32微控制器系列集成了I2C接口，允许用户轻松地与外部设备进行通信。I2C协议基于主从模式，其中一个设备充当主设备，而其他设备充当从设备。主设备负责启动通信并控制总线，而从设备负责响应主设备的请求并发送或接收数据。

# 2. STM32 I2C通信协议编程

### 2.1 I2C通信原理

#### 2.1.1 I2C总线结构

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种串行通信协议，用于连接多个设备。它由两条双向线组成：

- **SCL（串行时钟线）**：由主设备生成，用于同步数据传输。
- **SDA（串行数据线）**：用于传输数据。

#### 2.1.2 I2C通信时序

I2C通信时序由以下步骤组成：

1. **起始条件**：主设备将SCL拉低，然后将SDA拉低，表示通信开始。
2. **设备地址**：主设备发送设备地址，指定要通信的设备。
3. **读/写位**：主设备发送一个读/写位，表示要进行读操作还是写操作。
4. **数据传输**：主设备和设备之间传输数据。
5. **停止条件**：主设备将SCL拉高，然后将SDA拉高，表示通信结束。

### 2.2 I2C通信接口配置

#### 2.2.1 GPIO配置

STM32微控制器上的GPIO引脚需要配置为I2C功能：

/* GPIO配置为I2C功能 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FAST;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

#### 2.2.2 I2C外设配置

I2C外设需要配置以下参数：

/* I2C外设配置 */
I2C_HandleTypeDef I2C_Handle;
I2C_Handle.Instance = I2C1;
I2C_Handle.Init.ClockSpeed = 100000;
I2C_Handle.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
I2C_Handle.Init.OwnAddress1 = 0x00;
I2C_Handle.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
I2C_Handle.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
I2C_Handle.Init.OwnAddress2 = 0x00;
I2C_Handle.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
I2C_Handle.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
HAL_I2C_Init(&I2C_Handle);

### 2.3 I2C通信读写操作

#### 2.3.1 I2C读操作

I2C读操作的步骤如下：

/* I2C读操作 */
uint8_t data[10];
HAL_I2C_Master_Receive(&I2C_Handle, I2C_SLAVE_ADDRESS, data, 10, 100);

#### 2.3.2 I2C写操作

I2C写操作的步骤如下：

/* I2C写操作 */
uint8_t data[10] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0A};
HAL_I2C_Master_Transmit(&I2C_Handle, I2C_SLAVE_ADDRESS, data, 10, 100);

# 3.1 I2C通信读取温湿度传感器数据

#### 3.1.1 温湿度传感器简介

温湿度传感器是一种能够检测环境温度和湿度的电子器件。它广泛应用于各种领域，如气象监测、工业控制、医疗保健和家庭自动