本博文建议与我上一篇I2C 通信协议共同理解 合成一套关于I2C软硬件体系
STM32内部集成了硬件I2C收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、起始终止条件生成、应答位收发、数据收发等功能，减轻CPU的负担
特点：
- 多主机功能：该模块既可做主设备也可做从设备
- 支持7位 / 10位地址模式
- 支持不同的通讯速度，标准速度(高达100 kHz)，快速(高达400 kHz)
- 根据特定设备的需要，可以使用DMA以减轻CPU的负担
- 可配置的PEC(信息包错误检测)的产生或校验：
- 兼容SMBus协议
STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2
模式选择
接口可以下述
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种模式中的一种运行：
- 从发送器模式
- 从接收器模式
- 主发送器模式
- 主接收器模式
基本结构
注意：
SDA线 可以输入输出 ，同样SCL线也可以输入输出，当I2C设备当从机时候，其他主机的SCL线输入控制该设备的SCL线
通信流程
主机发送
说明：S=Start(起始条件)，Sr=重复的起始条件，P=Stop(停止条件)，A=响应，NA=非响应，
EVx=事件(ITEVFEN=1时产生中断)。
- EV5： 置SB=1， 读SR1然后将地址写入DR寄存器 将清除该事件。
- EV6： 置ADDR=1， 读SR1然后读SR2将清除该事件。
- EV8_1：置TxE=1， 移位寄存器空，数据寄存器空，写DR寄存器。
- EV8： 置TxE=1， 移位寄存器非空，数据寄存器空，写入DR寄存器将清除该事件。
- EV8_2：置TxE=1，BTF=1 请求设置停止位。TxE和BTF位由硬件在产生停止条件时清除。
- EV9： 置ADDR10=1， 读SR1然后写入DR寄存器将清除该事件。
主机接收
- EV5： 置SB=1， 读SR1然后将地址写入DR寄存器将清除该事件。
- EV6： 置ADDR=1， 读SR1然后读SR2将清除该事件。 在10位主接收模式下，该事件后应设置CR2的START=1。
- EV6_1： 没有对应的事件标志，只适于接收1个字节的情况。 恰好在EV6之后(即清除了ADDR之后)，要清除响应和停止条件的产生位。
- EV7： 置RxNE=1， 读DR寄存器清除该事件。
- EV7_1： 置RxNE=1， 读DR寄存器清除该事件。设置ACK=0和STOP请求。
- EV9： 置ADDR10=1， 读SR1然后写入DR寄存器将清除该事件
初始化代码（利用MPU6050）
使用 I2C硬件模块 与 MPU6050 通信
I2C初始化
void MPU6050_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE); //开启I2C2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB10和PB11引脚初始化为复用开漏输出
/*I2C初始化*/
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure; //定义结构体变量
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //模式，选择为I2C模式
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 50000; //时钟速度，选择为50KHz
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; //时钟占空比，选择Tlow/Thigh = 2
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //应答，选择使能
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
//应答地址，选择7位，从机模式下才有效
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00; //自身地址，从机模式下才有效
I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);
//将结构体变量交给I2C_Init，配置I2C2
/*I2C使能*/
I2C_Cmd(I2C2, ENABLE); //使能I2C2，开始运行
/*MPU6050寄存器初始化，需要对照MPU6050手册的寄存器描述配置，此处仅配置了部分重要的寄存器*/
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);
//电源管理寄存器1，取消睡眠模式，选择时钟源为X轴陀螺仪
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);
//电源管理寄存器2，保持默认值0，所有轴均不待机
MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09); //采样率分频寄存器，配置采样率
MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06); //配置寄存器，配置DLPF
MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺仪配置寄存器，选择满量程为±2000°/s
MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18); //加速度计配置寄存器，选择满量程为±16g
}写 入（Data即写入数据）
/**
* 函 数：MPU6050写寄存器
* 参 数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
* 参 数：Data 要写入寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
* 返 回 值：无
*/
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
//等待EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
//硬件I2C发送从机地址，方向为发送
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);
//等待EV6
I2C_SendData(I2C2, RegAddress);
//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);
//等待EV8
I2C_SendData(I2C2, Data);
//硬件I2C发送数据
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);
//等待EV8_2
I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
//硬件I2C生成终止条件
}
读 出（返回值即读出数据）
/**
* 函 数：MPU6050读寄存器
* 参 数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
* 返 回 值：读取寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
*/
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{
uint8_t Data;
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
//等待EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
//硬件I2C发送从机地址，方向为发送
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);
//等待EV6
I2C_SendData(I2C2, RegAddress);
//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);
//等待EV8_2
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);
//硬件I2C生成重复起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);
//等待EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
//硬件I2C发送从机地址，方向为接收
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);
//等待EV6
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);
//在接收最后一个字节之前提前将应答失能
I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
//在接收最后一个字节之前提前申请停止条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);
//等待EV7
Data = I2C_ReceiveData(I2C2);
//接收数据寄存器
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);
//将应答恢复为使能，为了不影响后续可能产生的读取多字节操作
return Data;
}
