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???? 軟件模擬協議：使用CPU直接控制通訊引腳(GPIO)的電平，產生出符合通訊協議標準的邏輯。

???? 硬件實現協議：由STM32的I2C片上外設專門負責實現I2C通訊協議，只要配置好該外設，它就會自動根據協議要求產生通訊信號，收發數據并緩存起來，CPU只要檢測該外設的狀態和訪問數據寄存器，就能完成數據收發。這種由硬件外設處理I2C協議的方式減輕了CPU的工作，且使軟件設計更加簡單。

????? STM32的I2C外設可用作通訊的主機及從機，支持100Kbit/s和400Kbit/s的速率，支持7位、10位設備地址，支持DMA數據傳輸，并具有數據校驗功能。

STM32框架結構

1.通訊引腳

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

2.時鐘控制邏輯

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

?????????? ? 可選擇I2C通訊的“標準/快速”模式，這兩個模式分別I2C對應 100/400Kbit/s的通訊速率。

?????????? ? 在快速模式下可選擇SCL時鐘的占空比，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外設的輸入時鐘源共同作用，產生SCL時鐘。STM32的I2C外設輸入時鐘源為PCLK1。

???? 計算時鐘頻率：

?????????? 標準模式： Thigh=CCR*TPCKL1 Tlow = CCR*TPCLK1

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

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

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

?????????? PCLK時鐘周期： TPCLK1 = 1/36000000

????????? 目標SCL時鐘周期： TSCL = 1/400000

?????????? SCL時鐘周期內的高電平時間： THIGH = TSCL/3

?????????? SCL時鐘周期內的低電平時間： TLOW = 2*TSCL/3

?????????? 計算CCR的值： CCR = THIGH/TPCLK1 = 30

???? 計算出來的CCR值寫入到寄存器即可。

3.數據控制邏輯

???? I2C的SDA信號主要連接到數據移位寄存器上，數據移位寄存器的數據來源及目標是數據寄存器(DR)、地址寄存器(OAR)、PEC寄存器以及SDA數據線。

????? ? 當向外發送數據的時候，數據移位寄存器以“數據寄存器”為數據源，把數據一位一位地通過SDA信號線發送出去；

????? ? 當從外部接收數據的時候，數據移位寄存器把SDA信號線采樣到的數據一位一位地存儲到“數據寄存器”中。

4.整體控制邏輯

???? 整體控制邏輯負責協調整個I2C外設，控制邏輯的工作模式根據我們配置的“控制寄存器(CR1/CR2)”的參數而改變。

???? 在外設工作時，控制邏輯會根據外設的工作狀態修改“狀態寄存器(SR1 和SR2)”，只要讀取這些寄存器相關的寄存器位，就可以了解I2C的工作狀態。

轉載于:https://www.cnblogs.com/wenshinlee/p/8988170.html

總結

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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