一、 I2C總線知識
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I2C總線物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
I2C 總線在物理連接上非常簡單，分別由SDA(串行數(shù)據(jù)線)和SCL(串行時鐘線)及上拉電阻組成。通信原理是通過對SCL和SDA線高低電平時序的控制，來 產(chǎn)生I2C總線協(xié)議所需要的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。在總線空閑狀態(tài)時，這兩根線一般被上面所接的上拉電阻拉高，保持著高電平。 -
I2C總線特征
I2C總線上的每一個設(shè)備都可以作為主設(shè)備或者從設(shè)備，而且每一個設(shè)備都會對應(yīng)一個唯一的地址(可以從I2C器件的數(shù)據(jù)手冊得知)，主從設(shè)備之間就通過這 個地址來確定與哪個器件進(jìn)行通信，在通常的應(yīng)用中，我們把CPU帶I2C總線接口的模塊作為主設(shè)備，把掛接在總線上的其他設(shè)備都作為從設(shè)備。
I2C總線上可掛接的設(shè)備數(shù)量受總線的最大電容400pF 限制，如果所掛接的是相同型號的器件，則還受器件地址位的限制。
I2C總線數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。一般通過I2C總線接口可編程時鐘來實現(xiàn)傳輸速率的調(diào)整，同時也跟所接的上拉電阻的阻值有關(guān)。
I2C總線上的主設(shè)備與從設(shè)備之間以字節(jié)(8位)為單位進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。 -
I2C總線協(xié)議
I2C協(xié)議規(guī)定，總線上數(shù)據(jù)的傳輸必須以一個起始信號作為開始條件，以一個結(jié)束信號作為傳輸?shù)耐Ｖ箺l件。起始和結(jié)束信號總是由主設(shè)備產(chǎn)生?？偩€在空閑狀態(tài) 時，SCL和SDA都保持著高電平，當(dāng)SCL為高電平而SDA由高到低的跳變，表示產(chǎn)生一個起始條件；當(dāng)SCL為高而SDA由低到高的跳變，表示產(chǎn)生一個 停止條件。在起始條件產(chǎn)生后，總線處于忙狀態(tài)，由本次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲝脑O(shè)備獨占，其他I2C器件無法訪問總線；而在停止條件產(chǎn)生后，本次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲝脑O(shè)備 將釋放總線，總線再次處于空閑狀態(tài)。如圖所示：
在了解起始條件和停止條件后，我們再來看看在這個過程中數(shù)據(jù)的傳輸是如何進(jìn)行的。前面我們已經(jīng)提到過，數(shù)據(jù)傳輸以字節(jié)為單位。主設(shè)備在SCL線上產(chǎn)生每個 時鐘脈沖的過程中將在SDA線上傳輸一個數(shù)據(jù)位，當(dāng)一個字節(jié)按數(shù)據(jù)位從高位到低位的順序傳輸完后，緊接著從設(shè)備將拉低SDA線，回傳給主設(shè)備一個應(yīng)答位， 此時才認(rèn)為一個字節(jié)真正的被傳輸完成。當(dāng)然，并不是所有的字節(jié)傳輸都必須有一個應(yīng)答位，比如：當(dāng)從設(shè)備不能再接收主設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)時，從設(shè)備將回傳一個否 定應(yīng)答位。數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程如圖所示：
在前面我們還提到過，I2C總線上的每一個設(shè)備都對應(yīng)一個唯一的地址，主從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸是建立在地址的基礎(chǔ)上，也就是說，主設(shè)備在傳輸有效數(shù)據(jù)之前 要先指定從設(shè)備的地址，地址指定的過程和上面數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程一樣，只不過大多數(shù)從設(shè)備的地址是7位的，然后協(xié)議規(guī)定再給地址添加一個最低位用來表示接下來 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颍?表示主設(shè)備向從設(shè)備寫數(shù)據(jù)，1表示主設(shè)備向從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。如圖所示：
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I2C總線操作
對I2C總線的操作實際就是主從設(shè)備之間的讀寫操作。大致可分為以下三種操作情況：
第一，主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
第二，主設(shè)備從從設(shè)備中讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
第三，主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)，然后重啟起始條件，緊接著從從設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)；或者是主設(shè)備從從設(shè)備中讀數(shù)據(jù)，然后重啟起始條件，緊接著主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
第三種操作在單個主設(shè)備系統(tǒng)中，重復(fù)的開啟起始條件機制要比用STOP終止傳輸后又再次開啟總線更有效率。
二、I2C的相關(guān)函數(shù)
IO operation functions
This subsection provides a set of functions allowing to manage the I2C data transfers.文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-832473.html
- There are two modes of transfer:
Blocking mode/阻塞模式 : The communication is performed in the polling mode(輪詢方式). The status of all data processing is returned by the same function after finishing transfer.
No-Blocking mode : The communication is performed using Interrupts or DMA.
These functions return the status of the transfer startup. The end of the data processing will be indicated through the dedicated I2C IRQ when using Interrupt mode or the DMA IRQ when using DMA mode. - Blocking mode functions are :
HAL_I2C_Master_Transmit()
HAL_I2C_Master_Receive()
HAL_I2C_Slave_Transmit()
HAL_I2C_Slave_Receive()
HAL_I2C_Mem_Write()
HAL_I2C_Mem_Read()
HAL_I2C_IsDeviceReady() - No-Blocking mode functions with Interrupt are :
HAL_I2C_Master_Transmit_IT()
HAL_I2C_Master_Receive_IT()
HAL_I2C_Slave_Transmit_IT()
HAL_I2C_Slave_Receive_IT()
HAL_I2C_Mem_Write_IT()
HAL_I2C_Mem_Read_IT() - No-Blocking mode functions with DMA are :
HAL_I2C_Master_Transmit_DMA()
HAL_I2C_Master_Receive_DMA()
HAL_I2C_Slave_Transmit_DMA()
HAL_I2C_Slave_Receive_DMA()
HAL_I2C_Mem_Write_DMA()
HAL_I2C_Mem_Read_DMA() - A set of Transfer Complete Callbacks are provided in non Blocking mode:
HAL_I2C_MemTxCpltCallback()
HAL_I2C_MemRxCpltCallback()
HAL_I2C_MasterTxCpltCallback()
HAL_I2C_MasterRxCpltCallback()
HAL_I2C_SlaveTxCpltCallback()
HAL_I2C_SlaveRxCpltCallback()
HAL_I2C_ErrorCallback()
三、8個常用HAL庫函數(shù)
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-832473.html
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