IIC使用方法

news2025/4/5 16:12:56

IIC模块简介

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iic是stm32芯片上的一个外设 有两个外设接口 其中iic1可以重映射 iic2不可以重映射

寄存器组和内部结构

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因为iic外设挂载在APB1总线上 所以时钟也是来自于APB1总线 时钟控制寄存器就是控制开关的 发送数据和接收数据都是经过了双缓冲区（串行转行 接收 并行转串行 发送 ）移位寄存器和TDR RDR寄存器 然后SDA控制电路就是负责数据帧的解析和打包的 都是由状态寄存器和CR寄存器控制 然后通过编程接口来控制这些电路

IIC初始化

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电路连接
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配置IO引脚
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开启时钟
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首先IIC1是挂载在APB1上的 然后复位 相当于按下复位按钮 第二行 然后松开按钮 第三行 把外设恢复到初始状态
使能IIC在这里插入图片描述

配置IIC参数
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因为SCL是时钟引脚就是输出一个个方波表示时钟（主机）所以要设置波特率 首先IIC有两个模式 1。标准模式 最大的波特率为100k超过了100k就默认为高速模式 2.高速模式 所以最大的波特率不能超过400k
第二个参数就是设置模式 这里就设置为I2C——Mode——I2C 第三个参数是在高速模式下设置才有意义的 2表示低电平占2位高电平占1位 16_9表示低电平占16位 高电平占9位 灰色的参数表示为从机模式 但是我们只学习主句模式所以不需要设置
使能IIC
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主机发送数据

数据发送流程概述
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一开始SCL和SDA都处于空闲状态 都被上拉电阻拉为高电平 然后在SCL为高电平的情况下 SDA下降 表示数据的开始传输 发送地址（主机向从机发送）然后应答信号ACK如果应答信号不是ACK那么就跳转到STOP直接结束然后发送数据 最后发送停止位 我们只需要把这个过程封装到一个函数里面就是下面的这个函数 第一个参数就是从机的地址 第二个参数就是数据数组
第三个参数就是数组的长度
等待总线空闲
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发送起始位
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调用函数接口I2C_GenerateSTART IIC1 ENABLE就是向START写1发送起始位 然后查询标志位是否为1 为1就是发送完成
发送地址
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1.清除AF 2.往TDR寄存器中写入地址 3.判断标志位ADR AF是否为1或为0
若寻址成功就可以发送数据 在这里插入图片描述
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#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_pal.h"

static void App_I2C_Init(void);
static ErrorStatus App_I2C_MasterTransmit(uint8_t SlaveAddr, const uint8_t *pData, uint16_t Size);
static ErrorStatus App_I2C_MasterReceive(uint8_t SlaveAddr, uint8_t *pDataOut, uint16_t Size);

int main(void)
{
	PAL_Init();
	
	App_I2C_Init();
	
  const uint8_t oled_init_command[] = {
		0x00, // Data Stream
		0xa8, 0x3f, // Set MUX Ratio
		0xd3, 0x00, // Set Display Offset
		0x40, // Set Display Start Line
		0xa0, // Set Segment re-map
		0xc0, // Set COM Output Scan Direction
		0xda, 0x02, // Set COM Pins hardware configuration
		0x81, 0x7f, // Set Contrast Control
		0xa5, // Enable Entire Display On
		0xa6, // Set Normal Display
		0xd5, 0x80, // Set OSC Frequency
		0x8d, 0x14, // Enable charge pump regulator
		0xaf, // Display on
	}; 
	
	App_I2C_MasterTransmit(0x78, oled_init_command, sizeof(oled_init_command)/sizeof(uint8_t));
	
	const uint8_t oled_display_off_command[] = {0x00, 0xae};
	const uint8_t oled_display_on_command[] = {0x00, 0xaf};
	
	uint8_t buffer[8];
	
	// 熄灭屏幕
	App_I2C_MasterTransmit(0x78, oled_display_off_command, sizeof(oled_display_off_command)/sizeof(uint8_t));
	
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 1);
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 2);
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 8);
	
	App_I2C_MasterTransmit(0x78, oled_display_on_command, sizeof(oled_display_on_command)/sizeof(uint8_t));
	
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 1);
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 2);
	App_I2C_MasterReceive(0x78, buffer, 8);
	
	while(1)
	{
	}
}

static void App_I2C_Init(void)
{
	// #1. 初始化SCL和SDA引脚
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	
	// #2. 为I2C1开启时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, DISABLE);
	
	// #3. 配置I2C的参数
	I2C_InitTypeDef I2C_InitStruct;
	I2C_InitStruct.I2C_ClockSpeed = 400000;
	I2C_InitStruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
	I2C_InitStruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
	// I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1 = 0x12;
	// I2C_InitStruct.I2C_Ack = I2C_Ack_Disable;
	// I2C_InitStruct.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
	I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStruct);
	
	// #4. 使能I2C
	I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

static ErrorStatus App_I2C_MasterTransmit(uint8_t SlaveAddr, const uint8_t *pData, uint16_t Size)
{	
	// #1. 等待总线空闲
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY) == SET);
	
	// #2. 发送起始位
	I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_SB) == RESET);
	
	// #3. 发送从机地址
	I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);
	I2C_SendData(I2C1, SlaveAddr & 0xfe);
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_ADDR) == RESET)
	{
		if(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF) == SET)
		{
			goto TAG_ERROR;
		}
	}
	I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);
	I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);
	
	// #4. 发送数据
	uint32_t i;
	for(i=0;i<Size;i++)
	{
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_TXE) == RESET)
		{
			if(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF) == SET)
			{
				goto TAG_ERROR;
			}
		}
		I2C_SendData(I2C1, pData[i]);
	}
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BTF) == RESET)
	{
		if(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF) == SET)
		{
			goto TAG_ERROR;
		}
	}
	
	// #5. 发送停止位
	I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
	return SUCCESS;
	
TAG_ERROR:
	I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
	return ERROR;
}

static ErrorStatus App_I2C_MasterReceive(uint8_t SlaveAddr, uint8_t *pDataOut, uint16_t Size)
{
	if(Size == 0)
	{
		return ERROR;
	}
	
	// #1. 等待总线空闲
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY) == SET);
	
	// #2. 发送起始位
	I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_SB) == RESET);	
	
	// #3. 发送从机地址
	I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);
	I2C_SendData(I2C1, SlaveAddr | 0x01);
	while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_ADDR) == RESET)
	{
		if(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF) == SET)
		{
			goto TAG_ERROR;
		}
	}
	
	// #4. 接收数据
	
	I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);
	I2C_NACKPositionConfig(I2C1, I2C_NACKPosition_Current);
	
	if(Size == 1)
	{
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);
		I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
		I2C_NACKPositionConfig(I2C1, I2C_NACKPosition_Current);
		I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_RXNE)==RESET);
		pDataOut[0] = I2C_ReceiveData(I2C1);
	}
	else if(Size == 2)
	{
		I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_RXNE) == RESET);
		I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
		I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BTF) == RESET);
		pDataOut[0] = I2C_ReceiveData(I2C1);
		pDataOut[1] = I2C_ReceiveData(I2C1);
	}
	else
	{
		uint32_t i;
		
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);
		I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);
		
		for(i=0;i<Size-3;i++)
		{
			while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_RXNE) == RESET);
			pDataOut[i] = I2C_ReceiveData(I2C1);
		}
		
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BTF) == RESET);
		
		I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
		
		pDataOut[Size-3] = I2C_ReceiveData(I2C1);
		
		I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
		
		pDataOut[Size-2] = I2C_ReceiveData(I2C1);
		
		while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_RXNE) == RESET);
		pDataOut[Size-1] = I2C_ReceiveData(I2C1);
	}
	
	return SUCCESS;
TAG_ERROR:
	I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
	return ERROR;
}

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