【经验分享】STM32 I2C详解

STMCU小助手 · 2022-06-16T09:00:00+00:00

01. I2C简介 ! K2 l8 {: {, h3 AI2C（内部集成电路）总线接口用作微控制器和 I2C 串行总线之间的接口。它提供多主模式功能，可以控制所有I2C总线特定的序列、协议、仲裁和时序。它支持标准和快速模式。它还与 SMBus 2.0 兼容。( B2 n4 j$ V8 Q" O ]5 h - A. h" v2 v! U, K' g7 \它可以用于多种用途，包括 CRC 生成和验证、SMBus（系统管理总线）以及 PMBus（电源管理总线）。% R& n0 a7 I7 N5 D! u, M* z 0 f& a- ~: h3 _5 |, c' W$ k7 b根据器件的不同，可利用 DMA 功能来减轻 CPU 的工作量。2 K, }2 b. ]; v% B% Y h. W ( x6 I8 A( v* R" m02. I2C主要特性3 c$ K( k0 t, \ x. o5 r" G, H 并行总线/I 2 C 协议转换器5 p, ?( M9 @& a4 U# h) e ● 多主模式功能：同一接口既可用作主模式也可用作从模式 0 u- w/ U3 ^5 V7 s! ^● I 2 C 主模式特性： # J7 g' D3 @, j' z5 R! g' U r, [— 时钟生成 0 P* E# X3 `7 k, D— 起始位和停止位生成' c( p; C7 @, K# d ● I 2 C 从模式特性： 5 J |1 @- D" Y) b* A8 S— 可编程 I 2 C 地址检测 1 ^3 d8 [ x- X Q3 F& m, u# a; {— 双寻址模式，可对 2 个从地址应答 3 _( ]' I. ^: A( _3 D— 停止位检测8 k z6 l; ^9 u" A- `& H" @! [ ● 7 位/10 位寻址以及广播呼叫的生成和检测' K I6 ?& k( w& O+ Z1 P: E* y ● 支持不同的通信速度：: z; u" i* {% }+ ^% |9 p8 d — 标准速度（高达 100 kHz）4 `& N" v: h8 S' J* B- U% c — 快速速度（高达 400 kHz）1 x2 U; }. Q# u2 y+ A* `5 e ● 适用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 的可编程数字噪声滤波器 # C1 T c/ z: R% P8 o● 状态标志：3 r+ Y* w ^. \ — 发送/接收模式标志' L( w$ T, G. @" V — 字节传输结束标志 1 W1 y' i3 x* c: L( i# h— I 2 C 忙碌标志 ' F+ {/ R' f% s9 ^4 M● 错误标志：" i% @0 V, V* L — 主模式下的仲裁丢失情况1 q5 x4 ?# g" I — 地址/数据传输完成后的应答失败 . s8 `$ @# s1 z/ t— 检测误放的起始位和停止位 ( n; t; W" u2 d f2 k' {7 n$ g# x— 禁止时钟延长后出现的上溢/下溢 & E( ?" S8 F3 Z2 ~( L● 2 个中断向量：. A$ M5 c3 T! u( ~5 T2 g y7 J — 一个中断由成功的地址/数据字节传输事件触发$ h! p! e+ Y, |' j: g$ y% G — 一个中断由错误状态触发. X8 J1 t# b( G& c$ {, ?. N' z ● 可选的时钟延长4 E- K8 T: l: T% J0 K# k( d/ _ : l: L c9 e, G8 u5 A/ t& A ● 带 DMA 功能的 1 字节缓冲 - D7 e- L# [9 m5 A) x; _● 可配置的 PEC（数据包错误校验）生成或验证： $ g* v" B2 N) S9 y+ L+ z— 在 Tx 模式下，可将 PEC 值作为最后一个字节进行传送7 H- y+ Z0 k( L1 j — 针对最后接收字节的 PEC 错误校验 ' @5 v4 S1 [) P) @● SMBus 2.0 兼容性： 3 j7 i$ a# P7 g$ e1 z; k0 R8 q— 25 ms 时钟低电平超时延迟 1 W* ^% L& I: G8 z— 10 ms 主器件累计时钟低电平延长时间- ?( a9 c: ^" i# s3 Y — 25 ms 从器件累计时钟低电平延长时间! C" }# e' w) v1 H — 具有 ACK 控制的硬件 PEC 生成/验证 m& E. q0 U- C2 d6 ]' \/ {1 [— 支持地址解析协议 (ARP) ! u+ O; s8 O- F- w. M* [$ g( P● PMBus 兼容性/ l6 h+ ~) p) j, a2 Z" R8 d# Y " l0 t% N" O2 ^# F 03. I2C功能说明 3 {5 D! @$ H- S W/ T9 x$ ?, P除了接收和发送数据之外，此接口还可以从串行格式转换为并行格式，反之亦然。中断由软件使能或禁止。该接口通过数据引脚 (SDA) 和时钟引脚 (SCL) 连接到 I 2 C 总线。它可以连接到标准（高达 100 kHz）或快速（高达 400 kHz）I 2 C 总线。8 B6 r$ U+ I9 Q1 l' k3 x . j5 I) I& M; L2 b- ~5 h% m模式选择, v6 g8 g8 g, S * k7 e4 G4 T! I/ s该接口在工作时可选用以下四种模式之一： ( V3 V" c. ?- o● 从发送器2 v l1 L# L1 ^" P/ s/ o4 y ● 从接收器: U4 y" F( b! t% c M ● 主发送器 ' E- w8 A0 X& ]0 Z/ h! N3 P● 主接收器 ) Y- |1 G/ {) X0 m7 |9 _默认情况下，它以从模式工作。接口在生成起始位后会自动由从模式切换为主模式，并在出现仲裁丢失或生成停止位时从主模式切换为从模式，从而实现多主模式功能。 1 d/ h0 n c. H- ~ y- H+ o0 o* d0 G' w) k IIC框图; Q7 l8 y- _! N$ w3 j1 _2 K8 d & Z3 i" X4 p: d 7 _" Z' X/ {7 X ' V0 p/ h: g& c. I3 T: S 04. I2C中断6 b$ Q8 s) L% Y 4 S. `# ^9 T3 W$ A8 s ! }0 f* o5 @1 z2 ]2 e) v- v) P( V" ~& \2 |/ Q3 [0 g: X4 [* B4 ^ 05. I2C相关寄存器 0 N0 ~7 Y+ d$ {8 g# }$ E, U1 [, g5.1 I2C 控制寄存器 1 (I2C_CR1)/ \- k5 ?' k Z( f I2C Control register 1 / h- N7 e* f& W* g; J# W; A# u- F# z偏移地址：0x00 ' Z* X, N3 u% I/ P8 \$ Z9 Q复位值：0x0000- A1 a' c, ~* p& x/ s$ v9 y+ K2 S2 R6 [ 9 o( J( _* i# e% l$ q: Y9 c _5 v& h0 [4 d! y& I! R3 | 4 ?# e/ S R! t( y5.2 I2C 控制寄存器 2 (I2C_CR2)( E% \2 L% B; R Z8 d+ ` I2C Control register 2 ; x% |# {! R6 o# z( [偏移地址：0x044 I( x5 v" w- a" J3 l! O 复位值：0x0000) l4 Z; u _8 G, a2 j# }) l5 _ 8 a6 L+ ?1 F2 }% D 0 J' w- C) O K, J. q' f2 F8 D4 |! E- V4 _, H 5.3 I2C 自有地址寄存器 1 (I2C_OAR1) % q- p1 G$ _2 l9 qI2C Own address register 1 " o) _' h' j# _( o偏移地址：0x08' }' m% Y- M1 j; ?$ O 复位值：0x0000 / L" p& t9 U, D/ W. I' s; o, ]6 n) G1 g. }4 q - u- {2 y$ U6 n9 Q) e T, P 2 S; d# L' n% B. P. }4 A 5.4 I2C 自有地址寄存器 2 (I2C_OAR2)( e, A! Z, ~ l# z% t3 W I2C Own address register 2 : w% L- N9 A; J2 X" D0 \- D/ P偏移地址：0x0C# p3 s5 ?5 t& v 复位值：0x00007 ^3 `. h5 I2 C7 F7 s8 @ # r6 c" i) o- Z/ b7 B' w 8 g+ ?+ e4 Z% l+ i; A' P6 W* G - u0 S& R% j3 V+ L5 n5.5 I2C 数据寄存器 (I2C_DR) 0 ~# \/ c7 x) Q6 M9 |I2C Data register $ A" i* A7 ]% L. P w偏移地址：0x10 ' | w* ^; ?+ d; b t复位值：0x0000 # Q/ }1 {% l4 U- ]( |9 ^- `0 `- }9 I6 E0 m) ] $ q, g0 J. Y" d4 n / {; t5 v" H# B# x( \2 k* H% e 5.6 I2C 状态寄存器 1 (I2C_SR1)+ T) {) s$ _ y. B; ?. a* [7 w/ l/ g4 N I2C Status register 1 7 R# c& J; n0 P1 r偏移地址：0x14 ! }6 P/ N: S( O4 h复位值：0x0000 3 {3 s$ _5 ~1 b, l9 o5 A 5 a& T3 B8 K$ F( ] G7 y' J+ w( J. q$ B- S # b6 @7 g# x, J5.7 I2C 状态寄存器 2 (I2C_SR2) : @/ X! p: ]! U1 l5 E( uI2C Status register 24 f; _8 h0 O$ L2 x: t 偏移地址：0x18 9 F2 a% X+ t+ \- T& Y9 ~复位值：0x0000# a% S) S% D$ J( q : y b4 [( N( j, [% Q, P$ h$ o } # S9 w3 D$ f6 S, m1 O$ s ) C, ^* K3 ^6 i: a- Q2 `9 P 5.8 I2C 时钟控制寄存器 (I2C_CCR) - P: _& g4 B: b; T3 u! eI2C Clock control register 2 s# I$ M7 [3 Z; s4 o' X偏移地址：0x1C* B5 J3 J% n7 H0 A' ` 复位值：0x00009 U- @) ~ B% q5 t* q4 S ) T$ e- ?; D& p0 S : [# ^$ N. W4 L, y" j5 Y# B 2 s1 y J% t3 Y 7 N4 _5 T% h. W6 B# b ) o; F6 U$ B" v- ]$ `2 `3 p5 G. f+ K/ @: o7 s/ d" K

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STMCU小助手发布时间：2022-6-16 17:00

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文章简介:	STM32 I2C详解

01. I2C简介
I2C（内部集成电路）总线接口用作微控制器和 I2C 串行总线之间的接口。它提供多主模式功能，可以控制所有I2C总线特定的序列、协议、仲裁和时序。它支持标准和快速模式。它还与 SMBus 2.0 兼容。

它可以用于多种用途，包括 CRC 生成和验证、SMBus（系统管理总线）以及 PMBus（电源管理总线）。

根据器件的不同，可利用 DMA 功能来减轻 CPU 的工作量。

02. I2C主要特性
并行总线/I 2 C 协议转换器
● 多主模式功能：同一接口既可用作主模式也可用作从模式
● I 2 C 主模式特性：
— 时钟生成
— 起始位和停止位生成
● I 2 C 从模式特性：
— 可编程 I 2 C 地址检测
— 双寻址模式，可对 2 个从地址应答
— 停止位检测
● 7 位/10 位寻址以及广播呼叫的生成和检测
● 支持不同的通信速度：
— 标准速度（高达 100 kHz）
— 快速速度（高达 400 kHz）
● 适用于 STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 的可编程数字噪声滤波器
● 状态标志：
— 发送/接收模式标志
— 字节传输结束标志
— I 2 C 忙碌标志
● 错误标志：
— 主模式下的仲裁丢失情况
— 地址/数据传输完成后的应答失败
— 检测误放的起始位和停止位
— 禁止时钟延长后出现的上溢/下溢
● 2 个中断向量：
— 一个中断由成功的地址/数据字节传输事件触发
— 一个中断由错误状态触发
● 可选的时钟延长

● 带 DMA 功能的 1 字节缓冲
● 可配置的 PEC（数据包错误校验）生成或验证：
— 在 Tx 模式下，可将 PEC 值作为最后一个字节进行传送
— 针对最后接收字节的 PEC 错误校验
● SMBus 2.0 兼容性：
— 25 ms 时钟低电平超时延迟
— 10 ms 主器件累计时钟低电平延长时间
— 25 ms 从器件累计时钟低电平延长时间
— 具有 ACK 控制的硬件 PEC 生成/验证
— 支持地址解析协议 (ARP)
● PMBus 兼容性

03. I2C功能说明
除了接收和发送数据之外，此接口还可以从串行格式转换为并行格式，反之亦然。中断由软件使能或禁止。该接口通过数据引脚 (SDA) 和时钟引脚 (SCL) 连接到 I 2 C 总线。它可以连接到标准（高达 100 kHz）或快速（高达 400 kHz）I 2 C 总线。

模式选择

该接口在工作时可选用以下四种模式之一：
● 从发送器
● 从接收器
● 主发送器
● 主接收器
默认情况下，它以从模式工作。接口在生成起始位后会自动由从模式切换为主模式，并在出现仲裁丢失或生成停止位时从主模式切换为从模式，从而实现多主模式功能。

IIC框图

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04. I2C中断6 b$ Q8 s) L% Y
4 S. `# ^9 T3 W$ A8 s
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! }0 f* o5 @1 z2 ]2 e) v- v) P( V" ~& \2 |/ Q3 [0 g: X4 [* B4 ^
05. I2C相关寄存器
5.1 I2C 控制寄存器 1 (I2C_CR1)
I2C Control register 1
偏移地址：0x00
复位值：0x0000