stm32之IIC

1.I2C

https://blog.csdn.net/caiji0169/article/details/142891513

可以先看下之前写的文章

1.1 简介

2C（Inter IC Bus）是由Philips公司开发的一种通用数据总线

两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）同步，半双工

带数据应答

支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）

从左到右分别是：陀螺仪模块、OLED模块、AT24C02存储模块、时钟模块。可以看出都是有SCL和SDA，相比于串口由全双工变为半双工，一根线兼具发送和接收，最大化利用资源。

1.2 硬件电路

所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起

设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式

SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右

1.3 时序基本单元

起始和终止：

• 起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平

• • 

• 终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平

• • 

发送数据：

发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节

接收数据：

接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）

发送和接收应答：

发送应答：主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答

接收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）

1.4 时序实例

1.4.1 指定地址写

对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，写入指定数据（Data）

Start Addr Wr [A] Data [A] Data [A] … [A] Data [A] P

传输的数据格式，标黄的表示此时传输的数据来自从设备

• Start：开始信号
• Addr：要传输的I2C设备的地址，一般是7bit
• Wr：方向，写。1bit表示，写是0
• [A]：I2C设备的回应，找到I2C设备了，它是不是得给个回应说我是你要找到人。然后主设备发送数据给I2C设备，它是不是也得回应说我收到了
• Data：不用多说了，就是数据，一般是8bit
• P：结束信号

1.4.2 当前地址读

对于指定设备（Slave Address），在当前地址指针指示的地址下，读取从机数据（Data）

1.4.3 指定地址读

对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，读取从机数据（Data）

需要注意的是，主角是主设备哦，比如I2C控制器

Start Addr Rd [A] [Data] A [Data] A … A [Data] NA P

• Start：开始信号
• Addr：要传输的I2C设备的地址
• Rd：方向，读。1bit表示，读是1
• [A]：I2C设备的回应，找到I2C设备了，它是不是得给个回应说我是你要找到人。然后I2C设备就可以开始传输信号了
• A：主设备的回应，诶？I2C外设给我发消息了，我收到了是不是得给个回应？？
• Data：来自I2C外设的数据
• P：结束信号

2.MPU6050

2.1 简介

MPU6050是一个6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合，可进一步得到姿态角，常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景

3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度

功能

• 测量 X、Y、Z 三个轴的加速度。
• 基于牛顿第二定律 F=maF = maF=ma 工作，测量芯片相对于惯性系的线性加速度。

特点

• 静态稳定性：加速度计能够测量静止时的引力加速度（如地球的重力加速度 ggg）。
  例如，若 MPU6050 没有其他运动，仅受重力作用，加速度计会检测到 Z 轴方向的 ggg。
• 动态测量：在运动状态下，通过测定受力方向，可以推算当前运动方向和大小。

工作原理类比

• 可以类比为一个小球在正方体内的运动：

• • 当正方体运动时，小球会偏向与运动方向相反的一侧。
  • 测量小球作用在墙壁上的力 FFF，通过 F=maF = maF=ma 反推出加速度 aaa。

常见用途

• 检测平移运动。
• 在组合算法中，用来计算物体的姿态角。

3轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度

功能

• 测量 X、Y、Z 三个轴的角速度（单位：°/s\degree/s°/s 或 rad/srad/srad/s）。
• 能够感知物体围绕各个轴旋转的快慢。

特点

• 静态稳定性：陀螺仪能检测旋转状态，与加速度计不同，它对静止或匀速直线运动不敏感。
• 通过 角速度积分 可以得到 角度变化，但需要注意积分方法会受到噪声影响。

噪声与漂移问题

• 噪声：由于环境和传感器内部的热噪声，角速度在物体静止时并不为零。

• 漂移：积分的累积效应会将噪声叠加到最终的角度值，导致随时间推移角度偏移越来越大。

• • 例如，静止状态下即便角速度理论上为零，噪声也会导致积分计算出的角度不断增加或减少。

常见用途

• 检测旋转运动。
• 在姿态解算中，与加速度计的数据融合用于补偿噪声影响。

为了准确计算物体的姿态角（如俯仰角、横滚角），通常需要融合加速度计和陀螺仪的数据。

• 加速度计：用于提供长时间的静态参考（重力方向）。

• 陀螺仪：用于快速响应角速度变化，提供动态的短期稳定性。

• 融合算法：常用 卡尔曼滤波 或 互补滤波。

• • 卡尔曼滤波：利用概率模型结合陀螺仪与加速度计数据，抑制噪声和漂移。
  • 互补滤波：通过权重调整两者的贡献，低通滤波处理加速度计数据，高通滤波处理陀螺仪数据。

2.2 参数

16位ADC采集传感器的模拟信号，量化范围：-32768~32767

参数解释

• MPU6050 内部使用 16 位 ADC 将加速度和角速度的模拟信号转换为数字信号。
• 数据表示范围：−32768-32768−32768 到 +32767+32767+32767（有符号整型）。
• 数据分辨率：量化间隔由满量程范围和 16 位量化共同决定。

计算公式

• 分辨率 = 满量程范围 ÷ 2162^{16}216

• • 例如，若加速度计配置为 ±2g，分辨率为 2×2÷65536≈0.000061g2 × 2 ÷ 65536 ≈ 0.000061 , g2×2÷65536≈0.000061g。
  • 若陀螺仪配置为 ±250°/sec，分辨率为 2×250÷65536≈0.00763°/sec2 × 250 ÷ 65536 ≈ 0.00763°/sec2×250÷65536≈0.00763°/sec。

选择建议

• 应根据应用场景选择合适的满量程范围：

• • 若运动较为平缓，建议选择较小的满量程范围（如 ±2g 和 ±250°/sec），提高分辨率。
  • 若运动剧烈或涉及高速旋转，需选择较大的满量程范围（如 ±16g 和 ±2000°/sec），避免饱和（超出量程）。

加速度计满量程选择：±2、±4、±8、±16（g）

选择依据

• 应根据目标物体的运动幅度选择：

• • ±2g：适合微小震动检测，如精密设备的姿态感知。
  • ±4g 或 ±8g：适合中等强度运动，如普通机器人、手持设备检测。
  • ±16g：适合高速或剧烈运动，如运动相机、飞行器振动检测。

影响

• 较小量程提供更高分辨率，但超出范围会造成数据饱和。
• 较大量程适应性强，但分辨率降低。

陀螺仪满量程选择： ±250、±500、±1000、±2000（°/sec）

选择依据

• 根据物体的旋转速度选择：

• • ±250 °**/sec°/sec****°/**sec：适合缓慢旋转的场景，如姿态微调。
  • ±500 或 ±1000 °**/sec°/sec****°/**sec：适合中速旋转，如机器人控制。
  • ±2000 °**/sec°/sec****°/**sec：适合高速旋转场景，如无人机或陀螺仪校准。

影响

• 类似加速度计，较小量程提供更高分辨率，较大量程适应高速旋转。

可配置的数字低通滤波器

选择依据

• 根据物体的旋转速度选择：

• • ±250 °**/sec°/sec****°/**sec：适合缓慢旋转的场景，如姿态微调。
  • ±500 或 ±1000 °**/sec°/sec****°/**sec：适合中速旋转，如机器人控制。
  • ±2000 °**/sec°/sec****°/**sec：适合高速旋转场景，如无人机或陀螺仪校准。

影响

• 类似加速度计，较小量程提供更高分辨率，较大量程适应高速旋转。

可配置的时钟源

可选时钟

• 内部时钟（8MHz）
• 外部参考（如 32.768kHz 晶振）

选择依据

• 使用内部时钟：默认配置，适合一般应用。
• 使用外部参考时钟：适合高精度场景（如多传感器同步）。

可配置的采样分频

功能

• 采样分频用于降低数据输出速率（ODR），控制 MPU6050 的功耗和带宽。

计算公式

• 实际采样频率 = 基础采样频率 ÷ (1 + 分频器值)

• • 基础采样频率通常为 1kHz。
  • 例如，分频器值设为 3，则实际采样频率为 1000÷(1+3)=250Hz1000 ÷ (1 + 3) = 250Hz1000÷(1+3)=250Hz。

选择建议

• 高采样频率：动态场景，要求较快数据更新（如 500Hz）。
• 低采样频率：静态场景，降低功耗和噪声（如 50Hz）。

I2C从机地址：1101000（AD0=0）

1101001（AD0=1）

这种是二进制的，而如果是16进制来表示一个地址，是有两种表示方式的，假设AD0引脚为1，此时地址为1101000：

1. 直接低位表示，也就是110 1000，也就是是0x68，然后左移1位或上W/R（0/1）就是发送的地址+读/写，此时是正常把0x68当作MPU的地址
2. 第2种则是将1101000左移一位当作设备的地址，也就是0xD0，之后再或上读写位1/0就是0xD1 / 0xD0，这样可以很清晰的看出是读还是写操作

参数之间的联系

1. 分辨率与满量程：满量程范围越小，分辨率越高，但动态范围受限。
2. 滤波器与采样频率：滤波器的截止频率应低于采样频率的一半（符合奈奎斯特定理）。
3. 采样频率与时钟源：时钟源的精度影响采样频率的稳定性。
4. 加速度与陀螺仪数据融合：

• • 加速度计提供低频稳定性。
  • 陀螺仪提供高频动态响应。
  • 两者需通过滤波或融合算法结合使用。

2.3 硬件电路

左上角是一个LDO低压差线性稳定器，左下角是8针的排针，右边的则是MPU的芯片

引脚	功能
VCC、GND	电源
SCL、SDA	I2C通信引脚
XCL、XDA	主机I2C通信引脚
AD0	从机地址最低位
INT	中断信号输出

XCK和XDA通常就是用于外接磁力计或者气压计，这样MPU的芯片就可以通过这些扩展接口去读取扩展芯片的数据，在MU6050中是有DMP单元的，可以进行数据融合和姿态解算

2.4 框图

2.5 文档

剩下的去看文档

📎RM-MPU-6000A.pdf – 存储映射

📎PS-MPU-6000A.pdf – 产品说明书

寄存器只需要看这一部分：

分别是采样频率分频器、配置寄存器、陀螺仪配置寄存器、加速度计配置寄存器

加速度计XYZ轴数据寄存器、温度传感器数据寄存器、陀螺仪XYZ轴数据寄存器。_H表示高8位、_L表示低8位

电源管理寄存器1、2和和器件ID号。

3.软件操作MPU6050

10-1 软件I2C读写MPU6050.zip

User：

• 📎main.c

Hardware：

• 📎MPU6050.c📎MPU6050.h📎MPU6050_Reg.h📎MyI2C.c📎MyI2C.h📎OLED.c📎OLED.h📎OLED_Font.h

其中：

/*** 函    数：I2C接收应答位* 参    数：无* 返 回 值：接收到的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答*/
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)
{uint8_t AckBit;							//定义应答位变量MyI2C_W_SDA(1);							//接收前，主机先确保释放SDA，避免干扰从机的数据发送MyI2C_W_SCL(1);							//释放SCL，主机机在SCL高电平期间读取SDAAckBit = MyI2C_R_SDA();					//将应答位存储到变量里MyI2C_W_SCL(0);							//拉低SCL，开始下一个时序模块return AckBit;							//返回定义应答位变量
}

还是需要提一下，I2C通信的引脚是属于开漏模式+上拉的模式，不要认为MyI2C_W_SDA(1);后MyI2C_R_SDA()读到的就是高电平，这时候进行释放操作，避免干扰从机的数据发送，从机是能够主动拉低SDA的，因此如果此时被拉低了AckBit就是0，也就是主机收到回应信号ACK。

对MPU6050进行初始化和操作需要对其寄存器进行配置，具体的寄存器配置地址需要去查看其产品存储映射手册。

4.I2C通信外设

对应参考手册

4.1 简介

STM32内部集成了硬件I2C收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、起始终止条件生成、应答位收发、数据收发等功能，减轻CPU的负担

支持多主机模型（也就是主机不一定是stm32，也可以是I2C总线上的其它抢到主权的I2C外设）

支持7位/10位地址模式

支持不同的通讯速度，标准速度(高达100 kHz)，快速(高达400 kHz)

支持DMA

兼容SMBus协议

STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2

4.2 I2C框图

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\1. SDA 和 SCL

• SDA: 串行数据线，用于双向数据传输。
• SCL: 串行时钟线，用于同步数据传输。

这两根线是I2C总线的核心，主从设备通过它们进行通信。

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\2. 数据控制模块

• 功能: 管理I2C数据的接收和发送，包括数据存储和比较。

• 组成模块:

• • 数据移位寄存器: 将接收或发送的数据按照位移次序处理（串行/并行转换）。
  • 比较器: 比较从设备接收的地址是否匹配主机发出的目标地址。
  • 帧错误校验（PEC）计算器: 在SMBus模式下，用于生成和校验包错误码，确保数据完整性。

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\3. 地址管理模块

• 功能: 处理I2C设备的地址。

• 组成模块:

• • 自身地址寄存器: 存储当前设备的I2C地址，用于匹配主机发出的目标地址。
  • 双地址存储器: 用于支持从设备的第二个地址（某些情况下设备可以有多个地址）。
  • PEC寄存器: 用于存储错误校验码。

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\4. 时钟控制模块

• 功能: 控制I2C通信时钟频率。

• 组成模块:

• • 时钟控制寄存器（CCR）: 配置SCL时钟频率，以匹配I2C标准（如标准模式100kHz或快速模式400kHz）。
  • 控制寄存器（CR1 & CR2）: 配置I2C模块的工作模式（如使能I2C、启用中断等）。
  • 状态寄存器（SR1 & SR2）: 存储I2C工作状态（如总线忙、数据传输完成、错误状态等）。

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\5. 控制逻辑电路

• 功能: 管理整个I2C接口的操作流程，包括：

• • 生成中断: 通知处理器当前I2C事件（如传输完成、错误等）。
  • DMA请求与响应: 支持直接存储器访问（DMA），在需要传输大量数据时提升性能。

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\6. SMBALERT（可选信号）

• 功能: SMBus模式下用于报告警告信号（如设备错误）。
• 注意: 如果禁用了SMBus功能，则此信号不可用。

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整体功能流程

1. 主设备通过SCL生成时钟信号并控制通信时序。
2. 数据通过SDA传输，由数据控制模块管理。
3. 地址模块负责匹配主设备发送的目标地址，从设备根据匹配结果决定是否应答。
4. 控制逻辑电路协调I2C的状态更新、中断处理和DMA操作。
5. 时钟控制模块确保通信时钟符合规范。
6. 数据校验模块（PEC）在特定模式下增强传输可靠性。

4.3 基本结构

4.4 主机发送/接收

主机发送：

需要记住发送的时候，先要往数据寄存器中写入数据，才能转交给移位寄存器去进行发送。EV8事件，也就是此时移位寄存器是有数据的，当是数据寄存器DR是空的，当主机对DR寄存器(Data Register)写入数据后，DR寄存器为非空，就会清除该EV8事件。其余的也是类似的原理，就是类似于标志位的作用

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主机接收：

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结合参考手册中对寄存器的描述进行理解：

4.5 软件/硬件波形对比

5.结构体和相关api

对于STM32内部集成了硬件I2C收发电路，是有相关的库函数去直接操作的，对于其电路的相关寄存器等进行配置，只需要通过一个结构体来完成。最基本需要配置的结构可以参考：

5.1 结构体

typedef struct
{uint32_t I2C_ClockSpeed;          /*!< Specifies the clock frequency.This parameter must be set to a value lower than 400kHz */uint16_t I2C_Mode;                /*!< Specifies the I2C mode.This parameter can be a value of @ref I2C_mode */uint16_t I2C_DutyCycle;           /*!< Specifies the I2C fast mode duty cycle.This parameter can be a value of @ref I2C_duty_cycle_in_fast_mode */uint16_t I2C_OwnAddress1;         /*!< Specifies the first device own address.This parameter can be a 7-bit or 10-bit address. */uint16_t I2C_Ack;                 /*!< Enables or disables the acknowledgement.This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledgement */uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< Specifies if 7-bit or 10-bit address is acknowledged.This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledged_address */
}I2C_InitTypeDef;

1. **I2C_ClockSpeed**

• 作用：指定 I2C 的时钟频率（通信速率）。

• 说明：

• • 该参数的值必须低于 400kHz，符合 I2C 标准模式（≤100kHz）或快速模式（≤400kHz）。
  • 在配置该参数时，需要结合 I2C 的主机时钟频率（PCLK1）来计算配置寄存器值。

• 典型值：

• • 100000：标准模式（100kHz）。
  • 400000：快速模式（400kHz）。

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2. **I2C_Mode**

• 作用：指定 I2C 模式。

• 说明：

• • 决定 I2C 工作于 I2C 模式 还是 SMBus 模式。

• 可取值：

• • I2C_Mode_I2C：标准 I2C 模式。
  • I2C_Mode_SMBusDevice：SMBus 设备模式。
  • I2C_Mode_SMBusHost：SMBus 主机模式。

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3. **I2C_DutyCycle**

• 作用：指定快速模式下的占空比。

• 说明：

• • 仅在 快速模式（Fast Mode） 下有效，用于控制 SCL 时钟的高电平和低电平的时间比例。

• 可取值：

• • I2C_DutyCycle_2：占空比 1:2。
  • I2C_DutyCycle_16_9：占空比 16:9。

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4. **I2C_OwnAddress1**

• 作用：指定 I2C 设备的第一个地址。

• 说明：

• • 在主从设备通信中，从设备需要有一个唯一的地址，主设备使用该地址与其通信。
  • 支持 7 位地址 或 10 位地址。

• 取值范围：

• • 7 位地址：0x01 到 0x7F。
  • 10 位地址：0x000 到 0x3FF。

• 注意：

• • 地址模式（7 位/10 位）由 I2C_AcknowledgedAddress 参数控制。

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5. **I2C_Ack**

• 作用：使能或禁用应答（ACK）。

• 说明：

• • 主机或从机是否在接收到数据后发送 ACK 信号。
  • 如果禁用 ACK，I2C 将在数据接收后发送 NACK 信号，表明数据不被接受。

• 可取值：

• • I2C_Ack_Enable：使能 ACK。
  • I2C_Ack_Disable：禁用 ACK。

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6. **I2C_AcknowledgedAddress**

• 作用：指定从设备地址的模式。

• 说明：

• • 配置从设备地址的类型，是 7 位地址还是 10 位地址。

• 可取值：

• • I2C_AcknowledgedAddress_7bit：7 位地址。
  • I2C_AcknowledgedAddress_10bit：10 位地址。

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使用示例

#include "stm32f10x.h"void I2C_Config(void)
{I2C_InitTypeDef I2C_InitStruct;// 初始化 I2C 外设时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);// 配置 I2C 参数I2C_InitStruct.I2C_ClockSpeed = 100000;                      // 100kHz 标准模式I2C_InitStruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;                      // I2C 模式I2C_InitStruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;              // 占空比 1:2I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1 = 0x30;                       // 从设备地址为 0x30I2C_InitStruct.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;                     // 使能应答I2C_InitStruct.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; // 使用 7 位地址// 初始化 I2C 外设I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStruct);// 使能 I2C 外设I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

5.2 API

5.2.1 基本功能函数

1. void I2C_DeInit(I2C_TypeDef* I2Cx)

• 作用：将指定的 I2C 外设寄存器重置为默认值。
• 使用场景：需要重新配置 I2C 外设时调用。
• 示例：

I2C_DeInit(I2C1); // 重置 I2C1

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2. void I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct)

• 作用：初始化 I2C 外设，根据提供的配置结构体 I2C_InitStruct 配置 I2C。

• 参数：

• • I2Cx：指定目标 I2C 外设（如 I2C1 或 I2C2）。
  • I2C_InitStruct：包含配置参数的结构体，包括通信速率、地址模式等。

• 示例：

I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 100000; // 设置时钟频率为 100kHz
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; // 工作在 I2C 模式
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; // 标准模式，占空比 2
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30; // 本机地址
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; // 开启 ACK
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; // 7 位地址模式
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);

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3. void I2C_StructInit(I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct)

• 作用：填充 I2C_InitStruct 结构体的默认值，便于快速配置。

• 默认值：

• • 时钟频率：10kHz
  • 模式：I2C
  • 占空比：I2C_DutyCycle_2
  • 本机地址：0
  • 地址模式：7 位
  • ACK：关闭

• 示例：

I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
I2C_StructInit(&I2C_InitStructure); // 填充默认值

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4. void I2C_Cmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)

• 作用：使能或禁用指定的 I2C 外设。

• 参数：

• • I2Cx：目标 I2C 外设。
  • NewState：ENABLE（使能）或 DISABLE（禁用）。

• 示例：

I2C_Cmd(I2C1, ENABLE); // 启动 I2C1

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5. void I2C_DMACmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)

• 作用：使能或禁用指定 I2C 的 DMA 请求。
• 使用场景：当使用 DMA 控制数据传输时。
• 示例：

I2C_DMACmd(I2C1, ENABLE); // 启动 I2C1 的 DMA 请求

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6. void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)

• 作用：生成 I2C 的起始信号。
• 使用场景：I2C 主机模式下，用于启动数据传输。
• 示例：

I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); // 生成起始信号
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); // 等待起始信号成功

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7. void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)

• 作用：生成 I2C 的停止信号。
• 使用场景：主机发送完成后终止通信。
• 示例：

I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); // 生成停止信号

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8. void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)

• 作用：使能或禁用 I2C 的 ACK 应答。
• 使用场景：读取多字节数据时，需要根据情况开启或关闭 ACK。
• 示例：

I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE); // 开启 ACK 应答

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9. void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data)

• 作用：向数据寄存器发送一个字节数据。
• 使用场景：主机发送数据。
• 示例：

I2C_SendData(I2C1, 0x55); // 发送数据 0x55
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); // 等待数据发送完成

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10. uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx)

• 作用：从数据寄存器读取一个字节数据。
• 使用场景：主机或从机接收数据。
• 示例：

uint8_t data = I2C_ReceiveData(I2C1); // 接收数据

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11. void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction)

• 作用：向总线发送 7 位从机地址。

• 参数：

• • Address：从机地址。
  • I2C_Direction：通信方向（I2C_Direction_Transmitter 或 I2C_Direction_Receiver）。

• 示例：

I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x50, I2C_Direction_Transmitter); // 发送从机地址（写）
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); // 等待地址发送完成

---

12. ErrorStatus I2C_CheckEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)

• 作用：检查 I2C 状态寄存器中是否发生指定事件。

• 参数：

• • I2C_EVENT：待检测的事件（例如 I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT）。

• 示例：

if (I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == SUCCESS) {// 事件检测成功
}

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5.2.2 其他函数简述

• void I2C_ITConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, uint16_t I2C_IT, FunctionalState NewState)：配置 I2C 中断。
• FlagStatus I2C_GetFlagStatus(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_FLAG)：检查指定的标志位状态。
• void I2C_ClearFlag(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_FLAG)：清除指定的标志位。
• void I2C_SoftwareResetCmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)：触发软件复位。
• void I2C_FastModeDutyCycleConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, uint16_t I2C_DutyCycle)：配置快速模式下的占空比。

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5.2.3 EV事件

主机模式 (Master Mode) 事件

EV5: 主机模式选择

• 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT ((uint32_t)0x00030001) /* BUSY, MSL, SB flags */

• 功能:
  当主机发送 START 条件 后，等待此事件，以确认 START 条件已正确释放到总线。

• 标志说明:

• • SB (Start Bit): 表示 START 条件已被生成。
  • MSL (Master Mode): 表示设备处于主模式。
  • BUSY: 总线处于忙碌状态。

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EV6: 从设备地址确认。主机发送地址后，可能触发以下两种情况：

1. 发送模式选择

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED ((uint32_t)0x00070082) /* BUSY, MSL, ADDR, TXE, TRA flags */

• • 功能: 表示主机成功发送了地址，并进入发送模式（Master Transmitter）。
  • 标志说明:
• • • ADDR: 地址被确认。
    • TRA: 设备处于发送模式。
    • TXE: 数据寄存器为空。

1. 接收模式选择

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED ((uint32_t)0x00030002) /* BUSY, MSL, ADDR flags */

• • 功能: 表示主机成功发送了地址，并进入接收模式（Master Receiver）。
  • 标志说明:
• • • ADDR: 地址被确认。

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EV9: 10 位地址模式

• 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS10 ((uint32_t)0x00030008) /* BUSY, MSL, ADD10 flags */

• 功能: 主机发送 10 位地址的前 8 位后，等待此事件以发送剩余的地址。

• 标志说明:

• • ADD10: 10 位寻址模式标志。

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EV7: 数据接收完成

• 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED ((uint32_t)0x00030040) /* BUSY, MSL, RXNE flags */

• 功能: 表示主机接收到一个数据字节。

• 标志说明:

• • RXNE: 数据寄存器非空，数据已准备好读取。

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EV8 和 EV8_2: 数据发送

1. EV8: 数据传输中

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING ((uint32_t)0x00070080) /* TRA, BUSY, MSL, TXE flags */

• • 功能: 数据写入数据寄存器，并正在移位到发送总线上。
  • 标志说明:
• • • TXE: 数据寄存器为空，准备接受新数据。

1. EV8_2: 数据传输完成

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED ((uint32_t)0x00070084) /* TRA, BUSY, MSL, TXE, BTF flags */

• • 功能: 表示数据字节已完全传输到总线。
  • 标志说明:
• • • BTF (Byte Transfer Finished): 数据字节传输完成。

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从机模式 (Slave Mode) 事件

EV1: 从机地址匹配，可能触发以下三种情况：

1. 接收模式匹配

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED ((uint32_t)0x00020002) /* BUSY, ADDR flags */

• • 功能: 表示从机地址匹配，进入接收模式。

1. 发送模式匹配

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED ((uint32_t)0x00060082) /* TRA, BUSY, TXE, ADDR flags */

• • 功能: 表示从机地址匹配，进入发送模式。

1. 通用调用匹配

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_GENERALCALLADDRESS_MATCHED ((uint32_t)0x00120000) /* GENCALL, BUSY flags */

• • 功能: 表示从机接收到通用调用地址（0x00）。

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EV2: 从机接收字节

• 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED ((uint32_t)0x00020040) /* BUSY, RXNE flags */

• 功能: 表示从机接收到一个数据字节。

• 标志说明:

• • RXNE: 数据寄存器非空。

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EV3 和 EV3_2: 从机发送

1. EV3: 字节发送中

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTING ((uint32_t)0x00060080) /* TRA, BUSY, TXE flags */

• • 功能: 数据正在移位到总线上。

1. EV3_2: 主机发送 NACK

• • 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_ACK_FAILURE ((uint32_t)0x00000400) /* AF flag */

• • 功能: 主机发送 NACK 表示停止通信。

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EV4: 停止条件检测

• 宏定义:

#define I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED ((uint32_t)0x00000010) /* STOPF flag */

• 功能: 表示主机发送 STOP 条件，通信终止。

6.硬件操作MPU6050

📎10-2 硬件I2C读写MPU6050.zip

Hardware：

• 📎MPU6050_Reg.h
• 📎OLED.c
• 📎OLED.h
• 📎OLED_Font.h
• 📎MPU6050.c
• 📎MPU6050.h

User：

• 📎main.c