【STM32】IIC（Inter Integrated Cirruit--集成电路总线）

news2024/9/24 21:26:26

【单片机】14-I2C通信之EEPROM-CSDN博客

一、IIC总线协议介绍

1.IIC简介

同步（有时钟频率），半双工（同一个时间只能接收或者发送），串行（一个字节一个字节传输），高位读取

一主多从：表示只能主机同意发送才可以发送

多主多从：表示其中每一个人都有说话的权力，但是同一个时间只能有一个人说话【仲裁】

2.IIC总线结构图

1）主机控制SDA和SCL，只有从机发送应答的时候主动权才在从机上

2）从机不允许控制SCL

3.IIC协议时序

应答：因为在CLK和SDA上有一个上拉电阻，表示在没有传入数据的时候，默认两个数据线上的电平为高电平。当我们接收到数据时，就要将电平从高电平拉低为低电平。所以nack（高电平）表示未接收到数据，ack（低电平）表示接收到数据。

4.起始/停止代码

起始/终止都是由主机产生的

5.接收应答信号：主机--->从机

表示当主机数据传输结束后，需要从机发送一个应答信号。

主机将SDA拉高，如果从机接收到数据了，则将SDA拉低，

如果没有接收到，则SDA不变（还是处于被主机拉高的状态）

6.发送应答信号：从机-->主机

7.发送非应答信号

8.开始信号、结束信号、应答信号

9.发送1字节数据

1）SCL在低电平时期-->SDA将数据放上去-（此时数据放好了）-->SCL松开手（变为高电平）---->从机开始读取数据--（数据读取好了）->SCL拉低电平

2）当在传输数据的时候，产生中断，此时SCL和SDA不会发生变化，会等待处理完成后在接着执行

3）任何一个设备拉低电平，整个线上都是低电平

4）只有全部设备都拉高，整个线上才会是高电平

发送数据：低电平，主机发送数据

高电平，从机接收数据

发送完数据就要是否SDA--》置为高电平

10.接收1字节数据

读取数据：低电平，从机发送数据【从机掌握SDA的控制权，所以主机要先是否SDA】

高电平，主机接收数据

11.数据传输注意点

IIC总线在进行数据传送时，时钟线SCL为低电平期间，发送器向数据线发送一位数据，此期间数据线上的信号允许发送变化，时钟线SCL为高电平期间，接收器从数据线上读取一位数据，此期间数据线上的信号不允许发生变化，需保持稳定。（即时钟线SCL的作用是告诉发送器什么时候发送数据，告诉接收器什么时候读取数据。故时钟线SCL既连在发送器上，又连在接收器上)

12.重点：当前地址写时序图

1.第一字节：指定地址写

第一个数据=从机地址+读/写位

0：写入操作

1：读入操作

2.第二字节：指定寄存器地址

3.第三字节：传输数据

13.当前地址读时序图

0：写入操作

1：读入操作

由于当前地址读，当设置为读时序，就马上开始读，所以无法指定要读取哪一个寄存器的值。所以只能读取当前寄存器的值。

14.重点：指定地址读时序图（复合格式）

用于读取外挂寄存器的值

为什么我们这里可以进行指定写寄存器的值？？？

这里我们在当前地址读操作前加上指定地址写--->指定地址读=指定地址写+当前地址读

2）记得最后结束的时候应答信号是0（非应答信号）

二、MPU6050：6轴姿态传感器

1.MPU6050简介

10轴：3轴加速度+3轴角速度+3轴磁场强度+1个气压强度

姿态角=欧拉角【比如飞机的左转，右转等】

压了任意一个面，就会产生压力，输出对应的压力值

加速度计（压力计）：A

具有静态稳定性，不具有动态稳定性（因为在运动的时候，计算出来的结果会有误差）

陀螺传感器：G

MPU6050中陀螺传感器测量的是角速度

陀螺仪具有动态稳定性，不具有静态稳定性

2.MPU6050参数

1）满量程：等价于ADC转换中的Vref参考电压一样

2）加速度的单位：g（1g=9.8m/s^2）

3）

如果MUP6050的从机地址为：0xD0（包含写地址位）或者0xD1（包含读地址位），表示将读/写位融入从机地址

如果MUP6050的从机地址为：0x68（直接把7位地址转换位十六进制得到的），则在计算传入数据时要将数据（0x68<<1）再或与上读/写

3.硬件电路

根据我们此时的应用场景

直接将J1引脚上的SCL和SDA直接接到我们对应STM32的IIC引出的RXD和TXD两个引脚上即可。

4.MPU6050框图

自测功能

电荷泵

升压自动的

IIC接口

5.略读数据手册

MPU-6050_（TDK InvenSense(应美盛)）MPU-6050中文资料_价格_PDF手册-立创电子商城 (szlcsc.com)

三、软件IIC读写MPU6050

软件IIC读写：实际上就是自己操控GPIO引脚的高低电平转换

1.硬件连接

2.模块划分

3.IIC代码编写

0.引脚的封装

可移植性高

1.iic_init()

1）初始化为开漏输出，释放总线（置为高电平）

2）SCL和SDA处于高电平，此时IIC处于空闲状态

2.起始条件

1）要先拉低SDA再拉低SCL

2）先确保SDA和SCL都为高电平，然后再拉低SDA和SCL

3.终止条件

先拉低SDA（确保SDA是从低电平--->高电平）

再拉高SCL

最后拉高SDA

4.发送一个字节

1）将SCL拉低

2）趁SCL为低，将数据放到SDA上

3）将SCL拉高，开始读取SDA

4）读取结束，将SCL拉低，准备下一次读取

5.接收一个字节

1）将SCL拉低

2）将SDA释放---》表示将SDA的主动权交给从机（设置为高电平）【因为此时数据是从从机输出给主机】

3）如果传输的是高电平则就就拉高，如果传输的是低电平则就拉低

4）趁SCL为低，将数据放到SDA上

5）将SCL拉高，开始读取SDA【判断SDA上是高电平还是低电平】

6）读取结束，将SCL拉低，准备下一次读取