最近學了 stm32 的 I2C，今天來寫學習筆記記錄一下。
（一）什麼是 I2C？#
I2C（Inter IC Bus）是由 Philips 公司開發的一種通用數據總線
有兩根通信線：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data），同步，半雙工，帶數據應答，支持總線掛載多設備（一主多從、多主多從）。
（二）I2C 的硬件電路#
（圖片又又又又發不出來了，還是口頭來講吧）
I2C 有 SCL 和 SDA 兩條通信線，SCL 是時鐘線，SDA 是數據線。
主機和從機這兩條線都連在一起，而且都設置為開漏輸出弱上拉模式，其意思大概為：當沒有設備發送信號時，SCL 和 SDA 都設置為高電平，當設備發送信號時，通過主動拉低發出低電平，鬆開則自動跳回高電平。
（三）I2C 的時序#
I2C 的時序的基本單元主要包括：開始，結束，發送一個字節，接收一個字節。
開始：SDA 拉低，然後 SCL 拉低。
結束：SCL 釋放為高電平，然後 SDA 釋放為高電平。
發送一個字節：SDA 拉低 / 釋放，這時 SCL 釋放，從機於 SCL 高電平讀取數據。
接收一個字節：SCL 釋放至高電平，主機讀取數據。
I2C 我們主要是學習兩個時序，一個是指定位置寫，一個是指定位置讀。
指定位置寫：開始 -> 發送從機地址 + 讀寫位（寫）-> 接收應答 -> 發送寄存器地址 -> 接收應答 -> 發送數據 -> 接收應答 -> 結束
指定位置讀：開始 -> 發送從機地址 + 讀寫位（寫）-> 接收應答 -> 發送寄存器地址 -> 接收應答 -> 開始（重新開始）-> 發送從機地址 + 讀寫位（讀）-> 接收應答 -> 發送寄存器地址 -> 接收應答 -> 接收數據 -> 發送應答 -> 結束
（四）軟件 I2C#
根據時序，我們可以寫出軟件配置 I2C 的代碼：
void MyI2C_W_SCL (uint8_t Bitvalue)//SCL 置高 / 低電平
{
GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_10,(BitAction)Bitvalue);
Delay_us(10);
}
void MyI2C_W_SDA (uint8_t Bitvalue)//SDA 置高 / 低電平
{
GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_11,(BitAction)Bitvalue);
Delay_us(10);
}
uint8_t MyI2C_R_SDA ()// 讀取 SDA 的數據
{
uint8_t Bitvalue;
Bitvalue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11);
Delay_us(10);
return Bitvalue;
}
void MyI2C_Init ()// 初始化 I2C
{
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);
}
void MyI2C_Start ()// 開始時序
{
MyI2C_W_SDA(1);
MyI2C_W_SCL(1);
MyI2C_W_SDA(0);
MyI2C_W_SCL(0);
}
void MyI2C_Stop ()// 結束時序
{
MyI2C_W_SCL(0);
MyI2C_W_SDA(0);
MyI2C_W_SCL(1);
MyI2C_W_SDA(1);
}
void MyI2C_SendByte (uint8_t Byte)// 發送一個字節
{
for(int i=0;i<8;i++)
{
MyI2C_W_SCL(0);
MyI2C_W_SDA(!!(Byte & (0x80 >> i)));
MyI2C_W_SCL(1);
}
MyI2C_W_SCL(0);
}
uint8_t MyI2C_ReceiveByte ()// 接收一個字節
{
uint8_t Byte = 0;
MyI2C_W_SCL(0);
MyI2C_W_SDA(1);
for(int i=0;i<8;i++)
{
MyI2C_W_SCL(1);
if(MyI2C_R_SDA())Byte|=(0x80>>i);
MyI2C_W_SCL(0);
}
return Byte;
}
void MyI2C_SendAck (uint8_t Ackbit)// 發送應答
{
MyI2C_W_SCL(0);
MyI2C_W_SDA(Ackbit);
MyI2C_W_SCL(1);
MyI2C_W_SCL(0);
}
uint8_t MyI2C_ReceiveAck ()// 接收應答
{
uint8_t Ackbit = 0;
MyI2C_W_SCL(0);
MyI2C_W_SDA(1);
MyI2C_W_SCL(1);
Ackbit = MyI2C_R_SDA();
MyI2C_W_SCL(0);
return Ackbit;
}
由這些基本時序單元的代碼，我們就可以拼接出一個完整的時序：
void MPU6050_WriteReg (uint8_t regAddress,uint8_t Data)// 指定位置寫
{
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_SendByte(regAddress);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_SendByte(Data);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_Stop();
}
uint8_t MPU6050_ReadReg (uint8_t regAddress)// 指定位置讀
{
uint8_t Data;
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_SendByte(regAddress);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS|1);
MyI2C_ReceiveAck();
Data=MyI2C_ReceiveByte();
MyI2C_SendAck(1);
MyI2C_Stop();
return Data;
}
然後利用這兩時序，我們就可以達到我們期望的目的。
（五）硬件 I2C#
stm32 內部有自帶的 I2C 外設，不過只用於固定的引腳，下面是配置代碼：
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
I2C_InitStructure.I2C_Ack=I2C_Ack_Enable;
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress=I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed=50000;
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle=I2C_DutyCycle_2;
I2C_InitStructure.I2C_Mode=I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1=0x00;
I2C_Init(I2C2,&I2C_InitStructure);
I2C_Cmd(I2C2,ENABLE);
// 初始化
void MPU6050_Wait (I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)// 檢查標誌位，並設置超時中斷
{
for(int time = 10000 ; time > 0 ; time--)
{
if(I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT) == SUCCESS)
return;
}
}
void MPU6050_WriteReg(uint8_t regAddress,uint8_t Data)
{
I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
I2C_Send7bitAddress(I2C2,MPU6050_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);
I2C_SendData(I2C2,regAddress);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);
I2C_SendData(I2C2,Data);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);
I2C_GenerateSTOP(I2C2,ENABLE);
}
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t regAddress)
{
uint8_t Data;
I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
I2C_Send7bitAddress(I2C2,MPU6050_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);
I2C_SendData(I2C2,regAddress);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);
I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
I2C_Send7bitAddress(I2C2,MPU6050_ADDRESS,I2C_Direction_Receiver);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2,DISABLE);
I2C_GenerateSTOP(I2C2,ENABLE);
MPU6050_Wait(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);
Data = I2C_ReceiveData(I2C2);
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2,ENABLE);
return Data;
}
那麼這些就是 I2C 使用的全部內容了，這裡再提一嘴 MPU6050 模塊，這個就是個陀螺儀，我們用 I2C 線與它連接，通過指定位置寫將它的功能配置好，再用指定位置讀讀取我們想要的數據（前面的代碼的有些命名還是 MPU6050，因為江協教的就是用 I2C 使用 MPU6050）
總之 I2C 部分就結束了，接下來就是 ISP 了，回頭一看這排版真讓人忍俊不禁，不過懶得改了，本來寫這幾篇的目的都只是複習一下，我表達也不貼切，等哪天我學完了鞏固好了再回來改吧。（悲）