STMicroelectronics 系列：STM32F103 (基于 Cortex-M3)_（12）.STM32F103I2C通信接口.docxVIP

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STM32F103I2C通信接口

1.I2C通信接口概述

I2C（Inter-IntegratedCircuit）是一种简单的双向两线串行总线，用于连接多个低速外围设备（如传感器、EEPROM等）和一个或多个主机设备。I2C总线在STM32F103系列单片机中得到广泛应用，因为其简单性和可靠性。I2C总线由两根信号线组成：SCL（串行时钟）和SDA（串行数据）。这两根线通常需要上拉电阻来确保在无信号时保持高电平。

1.1I2C通信协议

I2C通信协议是半双工协议，支持多主机和多从机设备。通信过程中，主机设备控制时钟信号（SCL）并发起数据传输。从机设备则根据主机的指令进行响应。I2C总线上的数据传输速率通常为100kbps（标准模式）和400kbps（快速模式），但在某些情况下可以达到3.4Mbps（高速模式）。

1.2I2C总线信号

SCL（串行时钟）：时钟信号，由主机控制，用于同步数据传输。

SDA（串行数据）：数据信号，主机和从机设备都可以在总线上发送和接收数据。

1.3I2C通信时序

I2C通信时序包括起始条件、停止条件、数据传输和应答机制。起始条件和停止条件由主机生成，数据传输以8位为单位，每次传输后跟随一个应答位。

起始条件：当SCL为高电平时，SDA从高电平变为低电平。

停止条件：当SCL为高电平时，SDA从低电平变为高电平。

数据传输：数据在SCL的每个时钟周期传输一位，从最高位（MSB）开始。

应答机制：传输完8位数据后，主机释放SDA线，从机发送一个应答位（0表示应答，1表示不应答）。

2.STM32F103I2C硬件配置

2.1I2C硬件模块

STM32F103系列单片机通常包含一个或多个I2C硬件模块，每个模块都有自己的寄存器组，可以独立配置和操作。这些寄存器包括控制寄存器、状态寄存器、数据寄存器等。

2.2I2C引脚配置

在STM32F103中，I2C引脚通常是复用引脚，需要通过GPIO配置来选择I2C功能。例如，I2C1的SCL和SDA引脚可以配置为以下引脚：

SCL：PB6或PB8

SDA：PB7或PB9

2.3I2C时钟配置

I2C时钟（I2CCLK）是从APB1总线时钟（PCLK1）分频得到的。通过配置I2C时钟分频器，可以调整I2C总线的时钟频率。常用的分频值可以通过以下公式计算：

I

其中，CCR_low和CCR_high是I2C时钟控制寄存器中的值。

3.STM32F103I2C初始化

3.1I2C初始化步骤

使能I2C时钟：通过RCC（ResetandClockControl）模块使能I2C外设时钟。

配置GPIO引脚：将I2C引脚配置为复用推挽输出模式。

配置I2C参数：设置I2C的时钟频率、模式等参数。

使能I2C外设：使能I2C外设，开始通信。

3.2I2C初始化代码示例

以下是一个使用STM32CubeHAL库的I2C初始化代码示例：

#includestm32f1xx_hal.h

I2C_HandleTypeDefhi2c1;

voidI2C1_Init(void){

//使能I2C1时钟

__HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

//配置I2C1引脚

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};

GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;

GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_OD;

GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

HAL_GPIO_Init(GPIOB,GPIO_InitStruct);

//配置I2C1参数

hi2c1.Instance=I2C1;

hi2c1.Init.ClockSpeed=100000;//100kbps

hi2c1.Init.DutyCycle=I2C_DUTYCYCLE_2;

hi2c1.Init.OwnAddress1=0x00;

hi2c1.Init.AddressingMode=I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;

hi2c1.Init.DualAddressMode=I2C_DUALADDR