2.STM32嵌入式学习（I2C通信） |
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2.STM32嵌入式学习（I2C通信）
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I2C通信工作原理
I2C通信与USART通信硬件结构对比： USART结构： usart传输主要是通过两根线，一根RX用于接收，一根TX用于发送（注意两个设备RX和TX要交叉相连），是一种全双工，异步的通信方式。我们使用usart串口进行通信的化主要是设定好两个设备的参数，常用的参数是：波特率为115200，数据位长度为8位，无校验位，1位的停止位。在USART章节已经详细的讲解过，这里就不在详细解释 I2C协议可以使用硬件来实现，也可以利用软件来自己模拟，使用硬件的来实现的话就要查看数据手册，确定好使用对应的GPIO口，利用STM32官方提供的库函数来实现。使用软件来模拟I2C通信协议，选择任意I/O口就可以，但是需要自己从底层来书写协议。那么我们本章我们通过软件来实现I2C通信。 想要实现I2C通信，我们就需要知道I2C的通信时序，也就对应我们需要书写的6个底层函数。 I2C通信时序I2C时序可以大致分为6个时序：起始时序，终止时序，发送应答，接收应答，发送一个字节，接收一个字节。 1.起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平变为低电平（下降沿）
6.接收应答 接收应答:主机在发送完一个字节之后据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答(主机在接收之前，需要释放SDA)（虚线表示从机控制SDA） 1.初始化GPIO端口 2.书写六个基本时序函数 具体代码 //初始化GPIO端口，配置位开漏输出模式 void MyI2C_Init(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11); //封装三个函数 void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue) { GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)BitValue); Delay_us(10); } void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue) { GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)BitValue); Delay_us(10); } uint8_t MyI2C_R_SDA(void) { uint8_t BitValue; BitValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11); Delay_us(10); return BitValue; } //六个时序 void MyI2C_Start(void) { MyI2C_W_SDA(1); MyI2C_W_SCL(1); MyI2C_W_SDA(0); MyI2C_W_SCL(0); } void MyI2C_Stop(void) { MyI2C_W_SDA(0); MyI2C_W_SCL(1); MyI2C_W_SDA(1); } void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte) { uint8_t i; for (i = 0; i uint8_t i, Byte = 0x00; MyI2C_W_SDA(1); for (i = 0; i Byte |= (0x80 >> i);} MyI2C_W_SCL(0); } return Byte; } void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit) { MyI2C_W_SDA(AckBit); MyI2C_W_SCL(1); MyI2C_W_SCL(0); } uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void) { uint8_t AckBit; MyI2C_W_SDA(1); MyI2C_W_SCL(1); AckBit = MyI2C_R_SDA(); MyI2C_W_SCL(0); return AckBit; } 结语 |
I2C通信模拟图： I2C通信，他是同步半双工通信。他由一根SCL控制时钟，SDA用来发送数据。他可以挂载多设备，通过主机实现对外部多个从设备的通信，而usart只能是两个设备之间的通信，所以这也是I2C通信优势所在。 
下面我就详细说下I2C是如何进行通信的： 主机拥有对SCL的绝对控制权，以及在空闲时将SDA的控制权交给从机的权利。 1.主机发送/读取从机数据： 主机控制SCL产生时钟信号，在SCL低电平时，主机释放对SDA的控制权，从机可以在这个时候将自己的数据放到SDA线上发送，获得SDA线的暂时控制权。在SCL高电平时，主机重新获得SDA的控制权，这个时候不允许SDA的电平发生跳变，因为主机要读取SDA线上的数据。因为一个字节是8位的，所以上述过程重复8次我们就可以读取一个完整的字节。 2.从机发送/读取主机发送数据： 其实和主机读取从机数据是差不多的。主机控制SCL产生时钟信号，在SCL低电平时，主机将数据放到SDA线。控制SDA的高低电平。在SCL高电平时，从机读取SDA线上的数据。因为一个字节是8位的，所以上述过程重复8次我们就可以读取一个完整的字节。
2.终止条件 SCL高电平期间，SDA由低电平变为高电平（上升沿）
3.发送一个字节 发送一个字节:SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上(高位先行)，然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化,依次循环上述过程8次即可发送一个字节 
4.接收一个字节 接收一个字节:SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上(高位先行)，然后释放SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次即可接收一个字节 (主机在接收之前，需要释放SDA)（虚线表示从机控制SDA） 
5.发送应答 发送应答:主机在接收完一个字节之后在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答在下一个时钟接收一位数 
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