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)。架構(gòu)圖如下所示。

通訊引腳：STM32 芯片有多個(gè) I2C 外設(shè)，外設(shè)的 I2C 通訊信號引出到不同的 GPIO 引腳上，使用I2C時(shí)須配置這些指定的引腳。

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時(shí)鐘控制邏輯：SCL 線的時(shí)鐘信號，由 I2C 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。配置 I2C 的 CCR 寄存器可修改通訊速率相關(guān)的參數(shù)。STM32 的 I2C 外設(shè)都掛載在 APB1 總線上，使用 APB1 的時(shí)鐘源 PCLK1。

SCL 時(shí)鐘周期內(nèi)的高電平時(shí)間為Thigh,低電平時(shí)間為Tlow，那么在標(biāo)準(zhǔn)模式下(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)，Thigh=CCR * TPCLK1;Tlow=CCR * TPCLK1(快速模式下Thigh=CCR * TPCLK1;Tlow=2 * CCR * TPCLK1）。由此可知CCR對通信速率的影響。例子如下。

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數(shù)據(jù)邏輯控制：I2C 的 SDA 信號主要連接到數(shù)據(jù)移位寄存器上。

數(shù)據(jù)寄存器(DR)：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(DR)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；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(DR)中。

PEC寄存器：若使能了數(shù)據(jù)校驗(yàn)，接收到的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過 PCE 計(jì)算器運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)在PEC寄存器中。

自身地址寄存器(OAR1、OAR2)：I2C設(shè)備工作在從機(jī)模式的時(shí)候，接收到設(shè)備地址信號時(shí)，數(shù)據(jù)移位寄存器會(huì)把接收到的地址與從機(jī)自身的I2C地址寄存器的值作比較，以便響應(yīng)主機(jī)的尋址。STM32 的自身 I2C 地址可通過修改自身地址寄存器(OAR1、OAR2)修改，支持同時(shí)使用兩個(gè) I2C 設(shè)備地址。(STM32 的 I2C 外設(shè)可同時(shí)使用兩個(gè)地址，即同時(shí)對兩個(gè)地址作出響應(yīng))

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整體控制邏輯：負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個(gè) I2C 外設(shè)。控制邏輯負(fù)責(zé)控制產(chǎn)生 I2C 中斷信號、DMA 請求及各種 I2C 的通訊信號(起始、停止、響應(yīng)信號等)。

控制寄存器(CR1/CR2)：控制邏輯的工作模式根據(jù)控制寄存器(CR1/CR2)的參數(shù)而改變。

狀態(tài)寄存器(SR1 和 SR2)：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)。

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通信過程：使用 I2C 外設(shè)通訊時(shí)，在通訊的不同階段會(huì)對狀態(tài)寄存器(SR1 及 SR2)的不同數(shù)據(jù)位寫入?yún)?shù)，我們通過讀取這些寄存器標(biāo)志來了解通訊狀態(tài)。

主發(fā)送器流程：作為 I2C 通訊的主機(jī)端時(shí)，向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的過程。

事件EV5：主發(fā)送器產(chǎn)生起始信號(S)，當(dāng)發(fā)生起始信號后，產(chǎn)生事件EV5，并會(huì)對 SR1 寄存器的“SB”位置 1，表示起始信號已經(jīng)發(fā)送。

事件EV6、EV8：緊接著主發(fā)送器發(fā)送設(shè)備地址并等待應(yīng)答信號，若有從機(jī)應(yīng)答，則產(chǎn)生事件“EV6”及 “EV8”，這時(shí) SR1 寄存器的“ADDR”位及“TXE”位被置 1，ADDR 為 1 表示地址已經(jīng)發(fā)送，TXE 為 1 表示數(shù)據(jù)寄存器為空。

事件EV8：以上步驟正常執(zhí)行并對 ADDR 位清零后，往 I2C 的數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù)，這時(shí) TXE 位會(huì)被重置 0，表示數(shù)據(jù)寄存器非空，I2C 外設(shè)通過 SDA 信號線一位位把數(shù)據(jù)發(fā)送出去后，又會(huì)產(chǎn)生事件EV8，即 TXE 位被置 1， 重復(fù)這個(gè)過程，就可以發(fā)送多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)了。

事件EV8_2：當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)完成后，控制 I2C 設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)停止信號§，這個(gè)時(shí)候會(huì)產(chǎn)生 EV8_2 事件，SR1 的 TXE 位及 BTF 位都被置 1，表示通訊結(jié)束。

假如使能了 I2C 中斷，以上所有事件產(chǎn)生時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生 I2C 中斷信號，進(jìn)入同一 個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)，到 I2C 中斷服務(wù)程序后，再通過檢查寄存器位來判斷是哪一個(gè)事件。

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主接收器過程：作為 I2C 通訊的主機(jī)端時(shí)，從外部接收數(shù)據(jù)的過程。

和發(fā)送過程區(qū)別在于：

EV7事件：從機(jī)端接收到地址后，開始向主機(jī)端發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)接收到這些數(shù)據(jù)后，會(huì)產(chǎn)生EV7事件，SR1 寄存器的 RXNE 被置 1，表示接收數(shù)據(jù)寄存器非空，讀取該寄存器后，可對數(shù)據(jù)寄存器清空，以便接收下一次數(shù)據(jù)。此時(shí)可以控 制 I2C 發(fā)送應(yīng)答信號(ACK)或非應(yīng)答信號(NACK)，若應(yīng)答，則重復(fù)以上步驟接收 數(shù)據(jù)，若非應(yīng)答，則停止傳輸；

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的stm32 I2C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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