STM32初识I2C

1、通讯协议。

I2C是PHILIPS公司开发的两线式串行总线，属于同步半双工。

在传输数据的时候，SDA线必须在时钟的高电平周期保持稳定，SDA的高或低电平状态只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变 。

起始停止

SCL 线是高电平时，SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件；

SCL 线是高电平时，SDA 线由低电平向高电平切换，这个情况表示停止条件。

起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为处于忙的状态
，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。

如果产生重复起始条件而不产生停止条件，总线会一直处于忙的状态，此时的起始条件（S）和重复起始条件（Sr） 在功能上是一样的。

数据传输

发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位，每次传输可以发送的字节数量不受限制。每个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是数据的最高位（MSB），如果从机要完成一些其他功能后（例如一个内部中断服务程序）才能接收或发送下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL 保持低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线SCL 后数据传输继续。

2、硬件配置。（单片机：Stm32f100c8t6b。EEPROM：AT24C256B。）

首先，STM32自带I2C口，直接将IO口配置成I2C口，但STM32的I2C口不够稳定，发送数据容易出错。所以可以通过IO口模拟I2C，通过拉高拉低IO口模拟SCL和SDA。

其次，采用的是Atmel的EEPROM器件，其大小为256K bits既32K个字节。24C256B分为512页，每页64个字节。

3、程序流程。（以写一字节为例）

每发送一个字节I2C都需要验证应答位。

① 开启I2C（包括出去E2Prom的写保护功能和发送起始信号）

② 器件寻址 AT24C256的芯片地址位1010，其控制字节格式为1010A2A1A0R/W，其中A2、A1、A0为AT24C256的三个引脚表示位，接地位0否则为1，最后R/W位 若为0表示写为1表示读。这样就能通过发送次字节找到器件进行读写操作。

③验证应答位。每发送一个字节的数据I2C总线会在第9个时钟脉冲时释放SDA将SDA拉成低电平表示对数据认可。大多数I2C是应答低电平既SDA被拉低。但也有应答高电平的。例如沁恒的CH422芯片。检验第九位应答位的时候要讲SDA口设置成浮空输入。

④发送地址。（AT24c256地址为16位的要发两次每次一个字节，此步骤也要验证应答位）

⑤发送数据（可以发任意字节个数据，同样需要应答）

⑥停止I2C。（若器件有写保护引脚则尽量进行写保护操作）

上图是一个完整的网I2C器件中写n个数据的程序。这是256C的电路图部分。可以看到其中有WP写保护引脚，通常WP和SDA，SCL不用的情况下都要拉高。其A0，A1，A2都接地所以器件寻址这三位为0.

图片2是发送一个字节的函数被发送n的字节的函数所调用。

图片3是写保护操作，无非就是拉低拉高IO口。

图片4是I2C起始信号，无非就是通过IO口的高低模拟电平的高低。

图2图3图4所示函数均为第一张图片里调用的一些基本函数，正是这些子函数组成了写n个字节的函数。