STM32单片机的IIC硬件编程---查询等待方式

IIC器件是一种介于高速和低速之间的嵌入式外围设备，其实总体来说，它的速度算是比较慢的。通常情况下，速度慢的器件意味着更多的等待，这对于精益求精的嵌入式工程师来说，简直就是一个恶梦，低速器件的存取数据实在是太浪费资源。如何面对这种低速设备，而使系统运行达到最优化？我觉得应当尽可能多的使用硬件完成，这样软件的开销便会减小，系统软件不用过多的时间去等待这些数据，而专注于硬件的请求和处理。

IIC协议，在笔者看来，其实并不是一种很好的协议，它没有较好的出错恢复机制，它是基于一种状态机模式的通讯协议，在这个状态转换中出现任意一步错误，将会导致总线不可恢复，极脆弱。在400KHZ的最高带通讯速率下，很多时候也极易产生干抗，因其采用了TTL电平传输数据，加上数字器件的状态识别问题，在高速时整个总线的状态极易产生崩溃，所以笔者的建议是，有其它接口的器件时，尽量不要用IIC接口器件……它远远没有想像中的那么可靠。

STM32系列CPU中提供了一些IIC的硬件模块，笔者针对它的一些特点，总结了一些使用方法，并按照一般程序员的使用习惯，提出了三种不同的编程和实现方式，分别是查询等待方式、硬件中断方式、WRTOS驱动集成方式。前两种不需要RTOS的支持。

下面先讨论STM32系列MCU的IIC硬件查询等待方式编程：

首先，根据该MCU的特点和寄存器定义，我们做一些有用的宏定义和引用：

/*------------------------------------------------------------------------------------------------

根据STM32系列MCU的寄存器定义产生的一些宏定义，这些是可以移植的，主要是为了统一硬件操作，否则程序看着不爽

------------------------------------------------------------------------------------------------*/

#defineI2C1_SET_ACKI2C1->CR1|=I2C_CR1_ACK;//设置ACK允许应答

#defineI2C1_CLR_ACKI2C1->CR1&=~I2C_CR1_ACK;//清除ACK应答

#defineI2C1_DATAI2C1->DR//I2C1数据寄地址

#defineI2C1_STARTI2C1->CR1|=I2C_CR1_START;//启动I2C1

#defineI2C1_STOPI2C1->CR1|=I2C_CR1_STOP;//停止I2C1

#defineI2C1_CurMode(I2C1->SR2&I2C_SR2_MSL)//检查总线模式

#defineI2C1_IsBusy(I2C1->SR2&I2C_SR2_BUSY)//检查总线忙标志

#defineI2C1_TxReady(I2C1->SR1&I2C_SR1_TXE)//检查是否发送缓冲区为空

#defineI2C1_RxReady(I2C1->SR1&I2C_SR1_RXNE)//检查是否接收到数据

#defineI2C1_TxAddr(I2C1->SR1&I2C_SR1_ADDR)//检查地址是否已被发送

#defineI2C1_TxStart(I2C1->SR1&I2C_SR1_SB)//检查起始位是否已被发送

任何一种硬件模块都有它自己的使用规则和使用方法，STM32系列的IIC也不例外，据笔者的体会，它的IIC操作过程有一些它自己的个性，如起始位的发送以及对状态寄存器的假读规则等，区别于其它MCU的IIC使用。

其实任何一个IIC模块，只会有两种应用，非读取写数据，下面是笔者锤练过的STM32系列MCU硬件IIC写数据方法，查询等待方式：

/*--------------------------------------------------------------------

Func:I2C1写入数据，查询等待方式

---------------------------------------------------------------------*/

voidI2C1_WriteBytes(uint8Addr,uint8*TxBuffer,uint8TxLenth)

{

I2C1_SET_ACK//允许ACK应答

I2C1_START//启动I2C总线

while(!I2C1_TxStart);//等待起始位发送

I2C1_DATA=Addr;//发送设备地址

while(!I2C1_TxAddr);//等待地址发送结束

Addr=I2C1_CurMode;//读SR2清标志（很重要，假读)

while(TxLenth--){

I2C1_DATA=*TxBuffer++;//发送缓冲区数据

while(!I2C1_TxReady);//等待发送完成

}

I2C1_STOP//数据发送结束，释放总线

}

对于IIC的写操作，先发送设备地址，得到响应后再发送数据，至少数据内容，以及长度，就不是本方法所关心的了，本方法可发送任意指定长度的数据包，前提是应当指定正确的TxLenth，当然，也可以通过判断最后一个字节的ACK请求得到结束位置，但笔者认为这样指定长度发送更好。至于IIC发送方法为什么是这样，请参考IIC的发送协议。

下面是IIC主机的读数据协议，它比写方式复杂了一点点：

/*----------------------------------------------------------------------------

Func:I2C1读取数据

Note:DevAddr/从设备地址DataAddr/片内地址*RxBuffer/接收缓冲区RxLenth/接收长度

-----------------------------------------------------------------------------*/

voidI2C1_ReadBytes(uint8DevAddr,uint8DataAddr,uint8*RxBuffer,uint8RxLenth)

{

I2C1_SET_ACK//允许ACK应答

I2C1_START//启动I2C总线

while(!I2C1_TxStart);//等待起始位发送

I2C1_DATA=DevAddr;//发送地址

while(!I2C1_TxAddr);//等待地址发送结束

if(I2C1_CurMode);//读SR2清标志

I2C1_DATA=DataAddr;//写数据地址

while(!I2C1_TxReady);//等待写入完成

I2C1_START//启动I2C总线----->注意，此处非常重要

while(!I2C1_TxStart);//等待起始位发送

I2C1_DATA=DevAddr|0x01;//发送地址

while(!I2C1_TxAddr);//等待地址发送结束

if(I2C1_CurMode);//读SR2清标志

while(RxLenth--){

while(!I2C1_RxReady); //等待数据到来