STM32F10x_硬件I2C主從通信 （輪詢發(fā)送，中斷接收）

Ⅰ、寫在前面

關(guān)注我分享文章的朋友應(yīng)該知道我在前面講述過（軟件、硬件）I2C主機(jī)控制從機(jī)EEPROM的例子。在I2C通信主機(jī)控制程序是比較常見的一種，可以說在實(shí)際項(xiàng)目中，很多應(yīng)用都會使用到I2C通信。但在實(shí)際項(xiàng)目中作為I2C從機(jī)的應(yīng)用相對要少的多，本文主要講述關(guān)于【STM32F10x_硬件I2C主從通信】中STM32作為從機(jī)的例子。

在學(xué)習(xí)本問內(nèi)容之前，如果對I2C協(xié)議還不太了解的朋友請先去了解一下I2C協(xié)議，或看我之前關(guān)于I2C通信的文章（我微信公眾號和博客都有）。

關(guān)于STM32硬件I2C作為從機(jī)的文章網(wǎng)上很少（我在寫本文之前也在百度、谷歌等網(wǎng)站上搜索了解過），我猜測大概的原因主要是兩點(diǎn)：1.使用該功能的人比較少； 2.說STM32硬件I2C存在BUG。

“使用該功能的人比較少”這個(gè)可以理解。其實(shí)我不能理解的是，普遍說這個(gè)有BUG的現(xiàn)象。我只覺得，你選擇了使用這個(gè)芯片來作為開發(fā)，你選擇之前應(yīng)該是認(rèn)可它的，什么東西都不可能盡善盡美，一點(diǎn)小的瑕疵，只要可以避免就行。就像Windos系統(tǒng)一樣，偶爾死機(jī)、藍(lán)屏，但是你還是依然會選擇使用它。

關(guān)于STM32硬件I2C自身BUG也不否認(rèn)，但官方給出了解決的辦法，作為程序員，解決一項(xiàng)BUG，也是對自身能力的一種提升。所以，遇到困難，勇于面對才是正確的做法。

實(shí)例實(shí)驗(yàn)：

本文提供兩個(gè)實(shí)例：一個(gè)主機(jī)發(fā)送（硬件I2C輪詢發(fā)送數(shù)據(jù)）、一個(gè)從機(jī)接收并打印接收數(shù)據(jù)（硬件I2C中斷接收數(shù)據(jù)）。

主機(jī)間隔500ms發(fā)送10字節(jié)，從機(jī)接收10字節(jié)檢測到I2C停止，將收到的數(shù)據(jù)通過串口打印出來?！景l(fā)送的數(shù)據(jù)及長度可修改，從機(jī)自動(dòng)檢測停止條件，也就是可以檢測得到主機(jī)發(fā)送了多少字節(jié)數(shù)據(jù)】

關(guān)于本文的更多詳情請往下看。

Ⅱ、實(shí)例工程下載

筆者針對于初學(xué)者提供的例程都是去掉了許多不必要的功能，精簡了官方的代碼，對初學(xué)者一看就明白，以簡單明了的工程供大家學(xué)習(xí)。

筆者提供的實(shí)例工程都是在板子上經(jīng)過多次測試并沒有問題才上傳至360云盤，歡迎下載測試、參照學(xué)習(xí)。

提供下載的軟件工程是基于Keil（MDK-ARM） V5版本、STM32F103ZE芯片，但F1其他型號也適用（適用F1其他型號： 關(guān)注微信，回復(fù)“修改型號”）。

STM32F10x_硬件I2C主機(jī)（發(fā)送數(shù)據(jù) - 輪詢方式）實(shí)例源代碼工程：

https://yunpan.cn/cMKS6muF6643V訪問密碼 8e16

STM32F10x_硬件I2C從機(jī)（接收數(shù)據(jù) - 中斷方式）實(shí)例源代碼工程：

https://yunpan.cn/cMKSMCkcn8tKv訪問密碼 f3ad

STM32F1資料：

https://yunpan.cn/crBUdUGdYKam2訪問密碼 ca90

Ⅲ、關(guān)于I2C協(xié)議

這里再次提示一下I2C協(xié)議重要的幾點(diǎn)：

1.開始和停止條件

SCL時(shí)鐘電平為高：

SDA數(shù)據(jù)線由高 -> 低 為總線開始條件；

SDA數(shù)據(jù)線由低 -> 高 為總線結(jié)束條件；

（IO模擬I2C時(shí)注意：開始之后將SCL變?yōu)榈碗娖?，防止誤操作SDA使其通信停止）

時(shí)序圖：

2.數(shù)據(jù)位傳輸

SCL時(shí)鐘電平為低， 可以改換SDA數(shù)據(jù)線的電平，在SCL上升沿的過程將SDA數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

（IO模擬I2C時(shí)切記：請先將SCL變?yōu)榈碗娖?，再改變SDA電平狀態(tài)）

時(shí)序圖：

3.數(shù)據(jù)傳輸

I2C是以字節(jié)（8位）的方式進(jìn)行傳輸，總線上每傳輸完1字節(jié)之后會有一個(gè)應(yīng)答信號，主器件(主機(jī))需要產(chǎn)生對應(yīng)的一個(gè)額外時(shí)鐘。

傳輸格式：8位數(shù)據(jù) + 1位應(yīng)答

數(shù)據(jù)傳輸必須帶響應(yīng)，相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生，在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間，發(fā)送器釋放 SDA 線（高）。

在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間 接收器必須將 SDA 線拉低，使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。

應(yīng)答位的產(chǎn)生及接收：

1.在（主機(jī)）寫數(shù)據(jù)的時(shí)候是從機(jī)應(yīng)答（給主機(jī)），主機(jī)檢測；

2.在（主機(jī)）讀數(shù)據(jù)的時(shí)候是主機(jī)應(yīng)答（給從機(jī)），從機(jī)檢測；

（這里可以借助I2C讀寫函數(shù)一起理解）

1.時(shí)序圖（主機(jī)寫，從機(jī)應(yīng)答，主機(jī)讀取應(yīng)答）：

2.時(shí)序圖（主機(jī)讀，主機(jī)產(chǎn)生應(yīng)答）：

更多關(guān)于I2C協(xié)議的文檔可以網(wǎng)上查詢，也可以參看我下面下載鏈接的文檔（周立功翻譯的版本）：https://yunpan.cn/cMJxKJzpWFtHE訪問密碼 82f3

Ⅳ、硬件I2C主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)

硬件I2C主機(jī)的配置其實(shí)很簡單，和前面讀寫EEPROM的（主機(jī)）配置一樣。

可參考我之前的文章：STM32F10x_模擬I2C讀寫EEPROM

這里就不再描述。主要講述一下主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)這一塊的代碼。

我封裝的發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)：

I2C_Master_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint32_t NumByteToWrite, uint8_t SlaveAddress)

主要就是3個(gè)參數(shù)：數(shù)據(jù)BUF、數(shù)據(jù)長度、從設(shè)備地址

看過我前面主機(jī)讀寫EEPEOM代碼的人應(yīng)該很清楚，這里很相似。讀寫EEPROM比這里多了一個(gè)步驟，那就是多了寫數(shù)據(jù)地址的步驟。

必須要有的三大步驟：

1.開始

2.設(shè)備地址/寫

3.停止

主程序間隔500ms調(diào)用一次該函數(shù)，發(fā)送一串（我們定義10字節(jié)），從機(jī)也是間隔500ms收到一串?dāng)?shù)據(jù)并打印出來。

Ⅴ、硬件I2C從機(jī)中斷接收數(shù)據(jù)

硬件I2C的從機(jī)接收數(shù)據(jù)一般分為三類：中斷接收、DMA接收和輪詢接收；

在實(shí)際項(xiàng)目中中斷接收和DMA接收比較常見，因?yàn)椴挥谜紦?jù)CPU資源，有數(shù)據(jù)來了才響應(yīng)接收【需要CPU具有硬件I2C功能】。

而輪詢接收數(shù)據(jù)很占用CPU資源，一般是CPU沒有硬件I2C資源，處理的數(shù)據(jù)不多的情況下。

硬件I2C從機(jī)配置I2C這一塊比較簡單，和上面主機(jī)類似，請參看源代碼或參考我之前文章的講述。

可參考我之前的文章：STM32F10x_模擬I2C讀寫EEPROM

提醒：配置中注意關(guān)于I2C事件中斷這一塊（請看源代碼）。

中斷接收函數(shù)源代碼如下：

位于stm32f10x_it.c文件下。

進(jìn)入I2C事件中斷，判斷是I2C從機(jī)事件，此時(shí)，作為從機(jī)接收數(shù)據(jù)需要檢測三個(gè)標(biāo)示：

1.檢測主機(jī)已發(fā)生地址（ADDR = 1）；

2.檢測有接收數(shù)據(jù)（RXNE = 1）；

3.檢測到停止條件（STOPF =1）。

硬件I2C通信中，起始條件由硬件判斷完成，我們檢測的就需要這幾步就能完成基本的接收數(shù)據(jù)功能。