STM32——I²C

宗旨：技术的学习是有限的，分享的精神是无限的。

一、I²C协议

        I ² C （Inter-Integrated Circuit）协议是由 Philips 公司开发的，由于它具备引脚少、硬件实现简单、可扩展性强、不需要如 USART、CAN 的外部收发设备等特点，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路（IC）间的通信。

1、物理层

（1）它只使用两条总线线路 ：一条双向串行数据线（SDA） ，一条串行时钟线 （SCL）。

（2）每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。

（3）多主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。

（4）具有三种传输模式 ：标准模式的传 输速率为 100 Kbit/s ，快速模式为 400 Kbit/s，高速模式下可达 3.4 Mbit/s，但目前大多 I 2 C 设备尚不支持高速模式。

（5）片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波以保证数据完整。

（6）连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400 pF。

2、协议层

        I 2 C 的协议包括起始和停止条件、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节，由于我们使用的是 STM32 集成的硬件 I 2 C 接口，并不需要用软件去模拟 SDA 和SCL 线的时序。

S：传输开始信号

SLAVE_ADDRESS：从机地址

R/W： 传输方向选择位，1 为读，0 为写

A/A^——： 应答或非应答信号

P：停止传输信号

 

二、STM32的I2C架构

1、I2C接口特性

（1）STM32 的中等容量和大容量型号的芯片均有多达两个的 I 2 C 总线接口。

（2）能够工作于多主模式或从模式，分别为主接收器、主发送器、从接收器及从发送器。

（3）支持标准模式 100 Kbit/s 和快 速模式 400 Kbit/s，不支持高速模式。

（4）支持 7 位或 10 位寻址。

（5）内置了硬件 CRC 发生器 / 校验器。

（6）I 2 C 的接收和发送都可以使用 DMA 操作。

（7）支持系统管理总线（SMBus）2.0 版。

2、I2C结构

        I 2 C 的所有硬件架构就是根据 SCL 线和 SDA 线展开的（其中 SMBALERT 线用于 SMBus）。

        SCL 线的时序即为 I 2 C 协议中的时钟信号，它由 I 2 C 接口根据时钟控制寄存器（CCR）控制，控制的参数主要为时钟频率。

        SDA 线的信号则通过一系列数据控制架构，在将要发送的数据的基础上，根据协议添加各种起始信号、应答信号、地址信号，实现以 I 2 C 协议的方式发送出去。读取数据时则从 SDA 线上的信号中取出接收到的数据值。发送和接收的数据都被保存在数据寄存器（DR）上。