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???? 軟件模擬協(xié)議：使用CPU直接控制通訊引腳(GPIO)的電平，產(chǎn)生出符合通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的邏輯。

???? 硬件實(shí)現(xiàn)協(xié)議：由STM32的I2C片上外設(shè)專門負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)I2C通訊協(xié)議，只要配置好該外設(shè)，它就會(huì)自動(dòng)根據(jù)協(xié)議要求產(chǎn)生通訊信號，收發(fā)數(shù)據(jù)并緩存起來，CPU只要檢測該外設(shè)的狀態(tài)和訪問數(shù)據(jù)寄存器，就能完成數(shù)據(jù)收發(fā)。這種由硬件外設(shè)處理I2C協(xié)議的方式減輕了CPU的工作，且使軟件設(shè)計(jì)更加簡單。

????? STM32的I2C外設(shè)可用作通訊的主機(jī)及從機(jī)，支持100Kbit/s和400Kbit/s的速率，支持7位、10位設(shè)備地址，支持DMA數(shù)據(jù)傳輸，并具有數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能。

STM32框架結(jié)構(gòu)

1.通訊引腳

???? STM32芯片有多個(gè)I2C外設(shè)，它們的I2C通訊信號引出到不同的GPIO引腳上，使用時(shí)必須配置到這些指定的引腳，以《STM32F10x規(guī)格書》為準(zhǔn)。

2.時(shí)鐘控制邏輯

???? SCL線的時(shí)鐘信號，由I 2C接口根據(jù)時(shí)鐘控制寄存器(CCR)控制，控制的參數(shù)主要為時(shí)鐘頻率。

?????????? ? 可選擇I2C通訊的“標(biāo)準(zhǔn)/快速”模式，這兩個(gè)模式分別I2C對應(yīng) 100/400Kbit/s的通訊速率。

?????????? ? 在快速模式下可選擇SCL時(shí)鐘的占空比，可選Tlow/Thigh=2或 Tlow/Thigh=16/9模式。

?????????? ? CCR寄存器中12位的配置因子CCR，它與I2C外設(shè)的輸入時(shí)鐘源共同作用，產(chǎn)生SCL時(shí)鐘。STM32的I2C外設(shè)輸入時(shí)鐘源為PCLK1。

???? 計(jì)算時(shí)鐘頻率：

?????????? 標(biāo)準(zhǔn)模式： Thigh=CCR*TPCKL1 Tlow = CCR*TPCLK1

?????????? 快速模式中Tlow/Thigh=2時(shí)： Thigh = CCR*TPCKL1 Tlow = 2*CCR*TPCKL1

??????????? 快速模式中Tlow/Thigh=16/9時(shí)： Thigh = 9*CCR*TPCKL1 Tlow = 16*CCR*TPCKL1

???? 例如，我們的PCLK1=36MHz，想要配置400Kbit/s的速率，計(jì)算方式如下：

?????????? PCLK時(shí)鐘周期： TPCLK1 = 1/36000000

????????? 目標(biāo)SCL時(shí)鐘周期： TSCL = 1/400000

?????????? SCL時(shí)鐘周期內(nèi)的高電平時(shí)間： THIGH = TSCL/3

?????????? SCL時(shí)鐘周期內(nèi)的低電平時(shí)間： TLOW = 2*TSCL/3

?????????? 計(jì)算CCR的值： CCR = THIGH/TPCLK1 = 30

???? 計(jì)算出來的CCR值寫入到寄存器即可。

3.數(shù)據(jù)控制邏輯

???? I2C的SDA信號主要連接到數(shù)據(jù)移位寄存器上，數(shù)據(jù)移位寄存器的數(shù)據(jù)來源及目標(biāo)是數(shù)據(jù)寄存器(DR)、地址寄存器(OAR)、PEC寄存器以及SDA數(shù)據(jù)線。

????? ? 當(dāng)向外發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，數(shù)據(jù)移位寄存器以“數(shù)據(jù)寄存器”為數(shù)據(jù)源，把數(shù)據(jù)一位一位地通過SDA信號線發(fā)送出去；

????? ? 當(dāng)從外部接收數(shù)據(jù)的時(shí)候，數(shù)據(jù)移位寄存器把SDA信號線采樣到的數(shù)據(jù)一位一位地存儲(chǔ)到“數(shù)據(jù)寄存器”中。

4.整體控制邏輯

???? 整體控制邏輯負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè)I2C外設(shè)，控制邏輯的工作模式根據(jù)我們配置的“控制寄存器(CR1/CR2)”的參數(shù)而改變。

???? 在外設(shè)工作時(shí)，控制邏輯會(huì)根據(jù)外設(shè)的工作狀態(tài)修改“狀態(tài)寄存器(SR1 和SR2)”，只要讀取這些寄存器相關(guān)的寄存器位，就可以了解I2C的工作狀態(tài)。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/wenshinlee/p/8988170.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32的I2C特性及架构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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