STM32的IIC的通讯过程该怎样去实现呢

856 单片机 STM32 IIC

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 什么是I2C呢？其完整的传输流程是怎样的呢？ STM32的IIC的通讯过程该怎样去实现呢？ 0
2022-2-10 07:17:49　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 12 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 12 个回答。邀请回答 h1654155275.6473 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报小香干相关推荐 • 树莓派与STM32的通讯该怎样去实现呢 2618 • STM32F103的IIC接口该怎样去实现呢 1587 • 怎样去实现基于IIC的AHT20温湿度传感器应用数据传输呢 937 • 请问一下STM32串口通讯该怎样去应用呢 656 • 怎样去设计IIC接口的BSP层代码模块呢 722 • 如何去实现STM32串口通讯的操作过程呢 1308 • stm32时钟系统的中断编程该如何去实现呢 837 • 怎样用CUBEMX去实现stm32f407zgt6的双can通讯呢 1142 • STM32复位电路该怎样去设计呢 1186 • 请问怎样在STM32CUBEMX生成的串口通讯代码里去实现printf输出呢 455 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 一.I2C简介 I2C：两线式串行总线，是一种是半双工通信方式，由飞利浦公司开发用于让主板、嵌入式系统或手机连接低速周边设备。如今在嵌入式领域是非常常见通信协议，常用于MPU/MCU与外部设备连接通信、数据传输。 I²C由两条线组成，一条双向串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL。每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以通过该地址来访问不同设备。因为I²C协议比较简单，常常用GPIO来模拟I²C时序，这种方法称为模拟I²C。如果使用MCU的I²C控制器，设置好I²C控制器, I²C控制器就自动实现协议时序，这种方式称为硬件I²C。因为I²C设备的速率比较低，通常两种方式都可以，模拟I²C方便移植，硬件I²C工作效率相对较高。二.I2C协议空闲状态开始信号停止信号应答信号数据的有效性数据传输 1）空闲状态 I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。 2）开始信号与停止信号（是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号）起始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；停止信号：当SCL为高期间，SDA由低到高的跳变； 3）应答信号ACK 主机每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由从机反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK简称应答位），表示从机已经成功地接收了该字节；应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示从机接收该字节没有成功。对于反馈有效应答位ACK的要求是，从机在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。 4）数据有效性 I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。即：数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在在下降沿到来之前必须稳定。 5）数据的传送在I2C总线上传送的每一"位"数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地"串行"传送每一位数据。完整传输流程 I²C完整传输流程如下： ① SDA和SCL开始都为高，然后主机将SDA拉低，表示开始信号； ② 在接下来的8个时间周期（对应8个位）里，“主机控制SDA的高低，发送从机地址”。其中第8位如果为0，表示接下来是写操作，即主机传输数据给从机；如果为1，表示接下来是读操作，即从机传输数据给主机；另外，数据传输是从最高位到最低位，因此传输方式为MSB（Most Significant Bit）。 ③ 总线中对应从机地址的设备，发出应答信号； ④ 在接下来的8个时间周期里，如果是写操作，则主机控制SDA的高低；如果是读操作，则从机控制SDA的高低； ⑤ 每次传输完成一个字节的数据，接收数据的设备，都发出应答信号； ⑥ 最后，在SCL为高时，主机由低拉高SDA，表示停止信号，整个传输结束；三.EEPROM简介 EEPROM ：是一种用于存放用户配置信息数据的”存储器“，比如在开发板首次运行时，需要屏幕校准，校准后的配置信息就可以保存在EEPROM里，开发板断电后配置信息不丢失，下次启动，开发板自动读取EEPROM的校准配置信息，就不需要重新校准。 EEPROM和Flash的本质上是一样的，但从功能上，Flash通常存放运行代码，运行过程中不会修改，而EEPROM存放用户数据，可能会反复修改。 EEPROM类型众多，本开发板上的EEPROM型号为AT24C02，其存储容量为2K Bit，21024=2048Bit=256Byte。设备地址* 每个连接到I2C总线的设备都有一个独立的地址，不同容量的AT24C02，设备地址定义会有所差异，由芯片数据手册《AT24Cxx.pdf》可知，如图 19.1.7 所示。 AT24C02的容量为2K，对应上图中的第一行，高四位固定为“1010”，中间三位由A2、A1、A0引脚的电平决定，比如A2~0引脚全接地，则值为“000”，最后的最低位为读写位，0代表写命令，1代表读命令。四.I2C基本读写过程写AT24Cxx 如图 19.1.8 所示，为AT24Cxx字节写模式的时序，在MCU发出开始信号（Start）后，发出8 Bit的设备地址信息（图中读写位为低电平，即写数据），待收到AT24Cxx应答信号后，再发出要写的数据地址，再次等待AT24Cxx应答，最后发出8 Bit数据写数据，待AT24Cxx应答后，发出停止信号（Stop），完成一次单字节写数据。读AT24Cxx 在随机地址读模式下，需要先发送设备地址，待读的数据地址，接着再重新发出开始信号，设备地址，读出数据，时序如图 19.1.13 所示。五.STM32的IIC特性及架构特性 ①软件模拟协议：使用CPU直接控制通讯引脚的电平，产生出符合通讯协议标准的逻辑。 ②硬件实现协议：由STM32的IIC片上外设专门负责实现IIC通讯协议，只要配置好该外设，它就会自动根据协议要求产生通讯信号，收发数据并缓存起来，CPU只要检测该外设的状态和访问数据寄存器，就能完成数据收发。这种由硬件外设处理IIC协议的方式减轻了CPU的工作，且使软件设计更加简单。 STM32的IIC外设可用作通讯的主机及从机，支持100Kbit/s和400Kbits/s的速率，支持7位、10位设备地址，支持DMA数据传输，并具有数据校验功能。架构 · 通讯引脚 · 时钟控制逻辑 · 数据控制逻辑 · 整体控制逻辑 1.通讯引脚 STM32芯片有多个IIC外设，它们的IIC通讯信号引出到不同的GPIO引脚上，使用时必须配置这些指定的引脚。 2.时钟控制逻辑 SCL线的时钟信号，由IIC接口根据时钟控制寄存器（CCR）控制，控制的参数主要位时钟频率。 · 可选择IIC通讯的“标准/快速”模式，这两个模式分别对应100/400Kbits/s的通讯速率。 · 在快速模式下可选择SCL时钟的占空比，可选T(low)/T(high) = 2或T(low)/T(high)=16/9模式。 · CCR寄存器中12位的配置因子CCR，它与IIC外设的输入时钟源共用作用，产生SCL时钟。STM32的IIC外设输入时钟源位PCKL1. 计算时钟频率标准模式 T high = CCR T pckl1 T low= CCRTpclk1 快速模式中 Tlow/Tlow =2时： Thigh = CCRTpckl1 T low = 2lowTpckl1 快速模式中 Tlow/Tlow =16/9时： Thigh = 9CCRTpckl1 T low = 16lowTpckl1 PCLK1 = 36MHz,想要配置400Kbits/s 方法： PCLK时钟周期： TPCLK1 = 1/36 000 000 目标SCL时钟周期： TSCL = 1/400 000 SCL时钟周期内的高电平时间： Thigh = TSCL/3 SCL时钟周期内的低电平时间： Tlow = 2TSCL/3 计算CCR的值： CCR = THIGH/TPCLK1 = 30 计算出来的值写入到寄存器即可 3.数据控制逻辑 IIC的SDA信号主要连接到数据移位寄存器上，数据移位寄存器的数据来源及目标是数据寄存器(DR)、地址寄存器(OAR)、PEC寄存器以及SDA数据线。 · 当向外发送数据的时候，数据移位寄存器以“数据寄存器”为数据源，把数据一位一位地通过SDA信号线发送出去。 · 当从外部接收数据的时候，数据移位寄存器把SDA信号线采样到的数据一位一位地存储到”数据寄存器”中。六.STM32的IIC的通讯过程使用IIC外设通讯时，在通讯的不同阶段它会对”状态寄存器(SR1和SR2)”的不同数据位写入参数，通过读取这些寄存器标志来了解通讯状态。 1.主发送器通讯过程 · 控制产生起始信号(S)，当发生起始信号后，它产生事件”EV5”,并会对SR1寄存器的 SB 位置1，表示起始信号已经发生。 · 发生设备地址并等待应答信号，若有从机应答，则产生事件EV6 及 EV8 ，这时SR1寄存器的 ADDR位及 TXE位被置1，ADDR位1 表示地址已经发送，TEX表示数据寄存器为空。 · 往IIC的数据寄存器DR写入要发送的数据，这时TXE位会被充值0，表示数据寄存器非空，IIC外设通过SDA信号线一位位把数据发送出去后，又会产生EV8事件，即TXE被置1，重复这个过程，可发送多个字节。 · 发送数据完成后，控制IIC设备产生一个停止信号P，这个时候产生EV2事件，SR1的TEX位及BTF位被置1，表示通讯结束。七.STM32的IIC结构体说明 typedef struct { uint32_t I2C_ClockSpeed; //设置SCL时钟频率，此值要低于400 000 uint16_t I2C_Mode; //指定工作模式，可选IIC模式及SMBUS模式 uint16_t I2C_DutyCycle; //时钟占空比，可选low/high = 2:0或16：9 uint16_t I2C_OwnAddress1; //自身的IIC设备地址 uint16_t I2C_Ack; //使能或者关闭响应，一般是使能 uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; //指定地址长度，可为7或10 }I2C_InitTypeDef; 1： uint32_t I2C_ClockSpeed; //设置SCL时钟频率，此值要低于400 000 （1）设置IIC的传输速率，在调用初始化函数时，函数会根据我们输入的数值经过“运算”后把时钟因子写入到IIC的时钟控制寄存器CCR。而我们写入的这个参数值不得高于400Khz. （2）实际上由于CCR寄存器“不能写入小数类型”的时钟因子，影响到SCL的实际频率可能会低于本成员设置的参数值，这时除了通讯会稍微慢点以外，不会对IIC的标准通讯造成其他影响。 2：uint16_t I2C_Mode; //指定工作模式，可选IIC模式SMBUS模式（1）选择IIC的使用方式，有IIC模式（IIC_Mode_IIC）和SMBus主、从模式 (IIC_Mode_SMBusHost、IIC_Mode_SMBusDevice) （2）IIC不需要在此处区分主从模式，直接设置IIC_Mode_IICj即可 3：uint16_t I2C_DutyCycle; //时钟占空比，可选low/high = 2:0或16：9 （1）设置IIC的SCL线时钟的占空比。该配置有两个选择，分别为低电平时间比高电平时间为2：1(IIC_DutyCycle_2)和16：9 （IIC_DutyCycle_16_9）. （2）其实这两个模式的比例差别并不大，一般要求都不会如此严格，这里随便选就可以了。 4：uint16_t I2C_OwnAddress1; //自身的IIC设备地址（1）配置STM32的IIC设备自己的地址，每个连接到IIC总线上的设备都有一个自己的地址，作为主机也不例外。地址可以设置为“7位或10位（受下面IIC_AcknowledgeAddress成员决定）”，只要该地址是IIC总线上唯一的即可。（2）STM32的IIC外设“可同时使用两个地址”，即同时对两个地址作出响应，这个结构体成员IIC_OwnAddress1配置的是默认的，OAR1寄存器存储的地址，若需要设置第二个地址寄存器OAR2,可使用 IIC_OwmAddress2Conig函数来配置，OAR2“不支持10位地址”。 5：uint16_t I2C_Ack; //使能或者关闭响应，一般是使能（1）配置IIC应答是否使能，设置位使能则可以发送响应信号，一般配置位允许应答(IIC_Ack_Enable),这是绝大多数遵循IIC标准的设备的通讯要求，改为禁止应答（IIC_Ack_Disable）往往会导致通讯错误。 6：uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; //指定地址长度，可为7或10 （1）选择IIC的寻址模式是7位或者是10位地址，这需要根据实际连接到IIC总线上设备的地址进行选择，这个成员的配置也影响到IIC_OwnAddress成员，只有这里设置成10位模式时，IIC_OwnAddress1才支持10位地址（2）配置完这些结构体成员的值，调用库函数IIC_Init就可以把结构体的配置写入到对应的寄存器中了。八.STM32的IIC库函数说明 ·void I2C_OwnAddress2Config(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address); //配置自身设备地址2 ·void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction); //发送设备地址 ·uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);//接收数据 ·void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState); //停止接收 ·void I2C_Cmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState); //IIC外设开始正常工作

2022-2-10 11:24:59 评论举报杨梅