STM32 I2C协议深度解析：从物理层到协议层

"STM32-I2C工作原理详解，涉及STM32F103芯片，讲解了I2C协议的基本概念、物理层和协议层，并提到了EEPROM的读写操作。" STM32-I2C工作原理详解主要探讨了微控制器STM32中的I2C接口如何运作。I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种由Philips公司（现NXP）开发的通信协议，由于其低引脚数量、易于硬件实现和强大的扩展性，被广泛应用在各种集成电路之间的通信。 I2C协议分为两个主要层面：物理层和协议层。物理层定义了实际的信号传输方式，包括使用两条共享的总线——双向串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。这两个线路上的设备通过上拉电阻连接到电源，确保在无设备活动时，总线保持高电平。每个设备都有一个独特的地址，使得主机能够选择性地访问不同的从机。此外，当多个主机尝试同时使用总线时，I2C协议提供了仲裁机制，以避免数据冲突。 协议层则规定了数据的封装和传输规则，包括数据帧的结构、开始和停止条件、应答机制等。数据传输过程中，主机控制时钟线（SCL），从机则根据时钟信号在数据线上发送或接收数据。主机发起传输，通过启动信号（Start Condition）开始，然后发送目标设备地址和读/写位，从机响应后，数据才能开始流动。传输结束后，主机发送停止信号（Stop Condition）。 在STM32F103中，I2C接口通常需要通过编程设置相应的寄存器来配置时钟频率、从机地址、中断等参数。通过标准库或者HAL库，开发者可以方便地实现I2C通信，进行读写操作，比如读写EEPROM。例如，AT24C02是一款常见的I2C EEPROM，其规格书提供了详细的通信协议和操作步骤。 在实际应用中，I2C协议常用于连接传感器、实时时钟、显示模块等外围设备。通过STM32的I2C接口，开发者可以轻松地实现这些设备的控制和数据交换，大大简化了嵌入式系统的硬件设计和软件编程。