I2C
具体的通过I2C通信协议传输数据帧的相关信息参考《C51单片机》里面的第13节OLED屏的使用
1、片上外设
如图:I2C片上外设挂载在APB1总线上面,并且I2C1由复用重映射,I2C2没有重映射。
1.1:寄存器与内部结构
TDR -Transmit Data Register -发送数据寄存器
RDR -Receive Data Register -接收数据寄存器
CR -Control Register -控制寄存器
SR1 -Status Register 1 -状态寄存器1
SR2 -Status Register 2 -状态寄存器2
CCR -Clock Control Register -时钟控制寄存器
-
SR1:状态寄存器1
SB:起始位发送完成,0代表没有起始位产生,1代表检测到了起始位。 AF/ADDR:AF代表接收到NAK,寻址失败AF=1;ADDR代表选址成功,寻址成功-ADDR=1。 TXE:发送数据寄存器TDR空,1代表空,0代表非空。 RXNE:接收数据寄存器RDR非空,1代表非空,0代表空。 BTF:发送完成。1代表发送完成
-
SR2:状态寄存器2
TRA BUSY:用于查询总线的空闲状态,0为空闲,1为忙。 MSL
-
CR:控制寄存器
PE:SCL的开关。 START:用于产生一个起始位,写入1代表发送一个起始位。 ACK:用于产生一个应答信号。
2、通过I2C向外发送数据
2.1:I2C的初始化
2.1.1:初始化SCL和SDA
我们使用I2C1,初始化SCL和SDA所连接的IO口,把他们配置为复用开漏模式。
//1 .开启GPIOB挂载的总线时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
//初始化IO引脚
GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//复用输出开漏模式
GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7;
GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIOInitStruct);
2.1.2:使能时钟PCLK1(APB1)
//2 .开启I2C挂载APB1总线的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);//开启时钟
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);//对I2C1进行复位
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,DISABLE);//对I2C1进行释放
2.1.3:配置I2C1的参数
标志模式下:波特率max = 100K,当波特率>=100K时,就按照快速模式进行。快速模式下:波特率max = 400K。
I2C_DutyCycle:在快速模式下,配置时钟信号的形状,即时钟信号的占空比。2:1 = 低电平:高电平/16:9 = 低电平:高电平
下面灰色是工作在从机模式下才需要进行配置的。
//3 .配置I2C1的参数
I2C_InitTypeDef I2CInitStruct;
I2CInitStruct.I2C_ClockSpeed = 400000;//配置波特率,最高400K
I2CInitStruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;//标准的I2C模式,一般不使用SMBus
I2CInitStruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;//2:1
I2C_Init(I2C1,&I2CInitStruct);
//4 .使能I2C
I2C_Cmd(I2C1,ENABLE);//闭合开关,PE
2.2:发送数据
2.2.1:等待总线空闲(BUSY标志位)
//1 .等待总线空闲
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BUSY) == SET);
2.2.2:发送起始位(START,SB标志位)
//2 .发送起始位
I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE);
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_SB) == RESET);//起始位发送完成
2.2.3:发送地址(AF,ADDR标志位)
发送地址前先清除AF标志位,
//3 .发送地址
//3.1 清除标志位AF
I2C_ClearFlag(I2C1,I2C_FLAG_AF);
//3.2 发送8为数据,7+1
I2C_SendData(I2C1,SlaveADDr & 0xfe);
//3.3 等待发送成功
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_ADDR) == RESET)
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)//地址发送失败了
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
STOP:
I2C_GenerateSTOP(I2C1,ENABLE);//发送停止位
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BUSY) == SET);//等待总线空闲
2.2.4:发送数据
发送数据前先清除ADDR标志位,清除ADDR(先读SR1寄存器,再度SR2寄存器)。
//4 .发送数据
//4.1 清除ADDR标志位
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR1);//读取SR1
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR2);//读取SR2
//4.2 向TDR寄存器写入数据
uint32_t i;
for(i = 0; i < Size ;i++)//Size是数据数组的个数
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_TXE) == RESET)//等待TXE为1
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
I2C_SendData(I2C1,pData[i]);//向TDR写入数据
}
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BTF) == RESET)//等待发送完成
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
最终代码①:
c
//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);//起始位发送完成
//3 .发送地址
//3.1 清除标志位AF
I2C_ClearFlag(I2C1,I2C_FLAG_AF);
//3.2 发送8为数据,7+1
I2C_SendData(I2C1,SlaveADDr & 0xfe);
//3.3 等待发送成功
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_ADDR) == RESET)
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)//地址发送失败了
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
//4 .发送数据
//4.1 清除ADDR标志位
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR1);//读取SR1
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR2);//读取SR2
//4.2 向TDR寄存器写入数据
uint32_t i;
for(i = 0; i < Size ;i++)
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_TXE) == RESET)//等待TXE为1
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
I2C_SendData(I2C1,pData[i]);
}
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BTF) == RESET)//等待发送完成
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
//5 .发送STOP
STOP:
I2C_GenerateSTOP(I2C1,ENABLE);
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BUSY) == SET);
代码测试:通过向OLED模式发送指令将其屏幕点亮
c
#include "stm32f10x.h"
void App_I2C_Init(void);
void App_I2C_Send(uint8_t SlaveADDr,uint8_t* pData,uint16_t Size);
int main(void)
{
//OLED指令
uint8_t oled_init_command[] = {
0x00, // Command 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_Init();
App_I2C_Send(0x78, oled_init_command, sizeof(oled_init_command)/sizeof(uint8_t));
while(1)
{
}
}
void App_I2C_Init(void)
{
//1 .开启GPIOB挂载的总线时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
//初始化IO引脚
GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct;
GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//复用输出开漏模式
GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7;
GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIOInitStruct);
//2 .开启I2C挂载APB1总线的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);//开启时钟
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);//对I2C1进行复位
RCC_APB1PeriphResetCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,DISABLE);//对I2C1进行释放
//3 .配置I2C1的参数
I2C_InitTypeDef I2CInitStruct;
I2CInitStruct.I2C_ClockSpeed = 400000;//配置波特率,最高400K
I2CInitStruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;//一般不使用SMBus
I2CInitStruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;//2:1
I2C_Init(I2C1,&I2CInitStruct);
//4 .使能I2C
I2C_Cmd(I2C1,ENABLE);
}
void App_I2C_Send(uint8_t SlaveADDr,uint8_t* pData,uint16_t Size)
{
ErrorStatus ret = SUCCESS;
//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);//起始位发送完成
//3 .发送地址
//3.1 清除标志位AF
I2C_ClearFlag(I2C1,I2C_FLAG_AF);
//3.2 发送8为数据,7+1
I2C_SendData(I2C1,SlaveADDr & 0xfe);
//3.3 等待发送成功
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_ADDR) == RESET)
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)//地址发送失败了
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
//4 .发送数据
//4.1 清除ADDR标志位
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR1);//读取SR1
I2C_ReadRegister(I2C1,I2C_Register_SR2);//读取SR2
//4.2 向TDR寄存器写入数据
uint32_t i;
for(i = 0; i < Size ;i++)
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_TXE) == RESET)//等待TXE为1
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
I2C_SendData(I2C1,pData[i]);
}
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BTF) == RESET)//等待发送完成
{
if(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_AF) == SET)
{
ret = ERROR;
goto STOP;
}
}
//5 .发送STOP
STOP:
I2C_GenerateSTOP(I2C1,ENABLE);
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_BUSY) == SET);
}