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【STM32】I²CC通信外设硬件I²CC读写MPU6050（学习笔记）

news 来源：原创 2025/8/7 16:43:14

I²C通信外设

I²C外设简介

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
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，如果想要连续写或者读多个字节，那就可以用DMA帮我们转运一下数据，过程效率就会大大提升
兼容SMBus协议（系统管理总线）
STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2

I²C功能框图

硬件I²C固定引脚：

I²C基本结构

I²C复用引脚输入输出：

为什么要用复用开漏模式？

①开漏是I2C协议设计要求

②复用就是GPIO的控制权要交给硬件外设，硬件I2C控制引脚的任务肯定得交给外设来做。

主机发送

需要对应着图片下方解释和数据手册看

实在看不懂听多两遍：主机发送讲解

主机接收

需要对应着图片下方解释和数据手册看

软件/硬件波形对比

硬件I²C读写MPU6050

接线图：

配置I²C外设

1、配置I²C外设，对I²C2外设进行初始化

①开启I2C外设对应的GPIO口时钟

②把I2C外设对应的GPIO口初始化为复用开漏输出模式

③使用结构体对I2C进行配置

④使能I2C

void MPU6050_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);		//开启I2C2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					//将PB10和PB11引脚初始化为复用开漏输出/*I2C初始化*/I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;						//定义结构体变量I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;				//模式，选择为I2C模式I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 50000;				//时钟速度，选择为50KHzI2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;		//时钟占空比，选择Tlow/Thigh = 2I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;				//应答，选择使能I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;	//应答地址，选择7位，从机模式下才有效I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;				//自身地址，从机模式下才有效I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);						//将结构体变量交给I2C_Init，配置I2C2/*I2C使能*/I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);									//使能I2C2，开始运行/*MPU6050寄存器初始化，需要对照MPU6050手册的寄存器描述配置，此处仅配置了部分重要的寄存器*/MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);				//电源管理寄存器1，取消睡眠模式，选择时钟源为X轴陀螺仪MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);				//电源管理寄存器2，保持默认值0，所有轴均不待机MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);				//采样率分频寄存器，配置采样率MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);					//配置寄存器，配置DLPFMPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);			//陀螺仪配置寄存器，选择满量程为±2000°/sMPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);			//加速度计配置寄存器，选择满量程为±16g
}

SCL得时钟频率和占空比得研究：不同频率的占空比

对I2C_CheckEvent函数进行封装

/*** 函    数：MPU6050等待事件* 参    数：同I2C_CheckEvent* 返 回 值：无*/
void MPU6050_WaitEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)
{uint32_t Timeout;Timeout = 10000;									//给定超时计数时间while (I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT) != SUCCESS)	//循环等待指定事件{Timeout --;										//等待时，计数值自减if (Timeout == 0)								//自减到0后，等待超时{/*超时的错误处理代码，可以添加到此处*/break;										//跳出等待，不等了}}
}

2、控制外设电路，实现指定地址写时序

注意看数据手册写写代码 ,库函数配置和时序图对应

时序图看7位主发送

总结：当我们发送多个字节的数据流时，中间的字节，写入DR后，需要等待EV8事件，也就是 I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING。最后一个字节，写入DR后，需要等待的是EV8_2事件，也就是 I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED

/*** 函    数：MPU6050写寄存器* 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述* 参    数：Data 要写入寄存器的数据，范围：0x00~0xFF* 返 回 值：无*/
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成起始条件MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);	//硬件I2C发送从机地址，方向为发送MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);	//等待EV6I2C_SendData(I2C2, RegAddress);											//硬件I2C发送寄存器地址MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);			//等待EV8I2C_SendData(I2C2, Data);												//硬件I2C发送数据MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);				//等待EV8_2I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);											//硬件I2C生成终止条件
}

为什么等待标志位？

之前软件I2C的函数，有delay函数操作，是一种阻塞式的流程；函数运行完成，对应的波形也肯定发送完。但是库函数的这些函数都不是阻塞式的函数，这些硬件I2C函数只管寄存器的位置置1，或者只在DR写入数据，就结束，然后退出函数，至于波形是否发送完毕，它就不管的。所以对于这种非阻塞式的函数，在函数结束之后，我们都要等待相应的标志位，来确保函数的操作执行到位了。如何操作？那就要用到状态监控函数了。

ErrorStatus I2C_CheckEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)//检查最后一个I2Cx事件是否等于传递的事件

参数选择：

这里注意一下有两个EV6事件，一个是发送一个是接收，不要选错了。

返回值：

3、控制外设电路，实现指定地址读时序

这里代码写的是指定地址读时序，手册没有给出指定地址读的时序，只能参考指定地址写和当前地址读时序图，两者结合就是指定地址读（符合格式）。

时序图看7位主发送

为什么要提前置应答位0并置停止位STOP呢？看不懂再看看视频：为什么这样设置

因为在发送或者接收一个字节的同时会顺带发一个应答位默认应答，如果我们只需要接收一个字节，那就必须要提前置非应答位并置停止位，如果不这样子做，那看时序图，应答位会随着接收到的数据过来，应答位已经收到了，如果这时再说给非应答，已经晚了，数据已经发送出去了，应答位已经收到了，只能在下一个数据之后给非应答。时序不等人，所以要提前给非应答。这个STOP停止条件也不会截断当前字节，他会等到当前字节接收完再产生终止条件波形。

总结：如果想要读取多个字节，那就直接等待EV7事件，读取DR,就能收到数据，这样依次接收，在接收最后一个字节之前，也就是EV_7事件，需要提前置应答位0并置停止位STOP，如果只需要读取一个字节，那就需要在EV6事件之后就立刻置 Ack0和 STOP停止位

最后应答位为什么置回1？解释

开始ACK默认是应答的中间接收一个字节把ACK置0 防止多接收字节，接收完一个字节后再给ACK恢复为原来的1

/*** 函    数：MPU6050读寄存器* 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述* 返 回 值：读取寄存器的数据，范围：0x00~0xFF*/
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{uint8_t Data;I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成起始条件MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);	//硬件I2C发送从机地址，方向为发送MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);	//等待EV6I2C_SendData(I2C2, RegAddress);											//硬件I2C发送寄存器地址MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);				//等待EV8_2I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成重复起始条件MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);		//硬件I2C发送从机地址，方向为接收MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);		//等待EV6I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);									//在接收最后一个字节之前提前将应答失能I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);											//在接收最后一个字节之前提前申请停止条件MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);				//等待EV7Data = I2C_ReceiveData(I2C2);											//接收数据寄存器I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);									//将应答恢复为使能，为了不影响后续可能产生的读取多字节操作return Data;
}

重复起始条件后有个小细节：听一下

函数解释：

void I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct)//I2C初始化

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
I2C_InitStruct	指向I2C_InitTypeDef结构体的指针，其中*为指定I2C外设的配置信息

I2C初始化结构定义

参数	说明
I2C_ClockSpeed	时钟频率 ,该参数必须设置为低于400kHz的值
I2C_Mode	I2C模式
I2C_DutyCycle	I2C快速模式占空比
I2C_OwnAddress1	指定第一个设备自己的地址
I2C_Ack	启用或禁用应答确认
I2C_AcknowledgedAddress	指定确认7位或10位地址

void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)//生成I2Cx通信START条件

void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)//产生I2Cx通信停止条件

参数一样：

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
NewState	ENABLE or DISABLE

void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)//启用或禁用指定的I2C确认应答特性

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
NewState	ENABLE（给应答） or DISABLE（不给应答）

void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data)//通过I2Cx外设发送一个数据字节

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
Data	要传输的字节

uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx)//返回I2Cx外设最近接收到的数据

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设

返回值：接收到的数据值

void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction)//发送地址字节以选择从设备

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
Address	指定要传输的从地址
I2C_Direction	I2C方向是否为一个发送器或接收器；该参数可以是以下值之：I2C_Direction_Transmitter:发送模式 I2C_Direction_Receiver：接收模式

void I2C_Cmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState)//启用或禁用指定的I2C外设

参数	说明
I2Cx	其中x可以是1或2来选择I2C外设
NewState	ENABLE or DISABLE

写代码过程中要查数据手册对于的寄存器来写。

【STM32】I²CC通信外设硬件I²CC读写MPU6050（学习笔记）

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编程日记 2025/8/5 17:58:58

Unity NodeCanvas AI使用笔记

扩展: 1. 输入输出参数限制，增加描述，根据接口判断类型限制 2.选择节点，遍历节点，行为节点 3.行为节点行为执行的时候有互斥关系，加入一个queue，最后执行 4.NodeCanvas的参数传参可以由上个节点传到下个节…...

编程日记 2025/8/3 10:30:07

(* IOB = “FORCE“ *) 的使用分享

在Xilinx FPGA设计中，IOBFORCE是一个与输入输出块（IOB）相关的属性设置。这个设置主要用于控制逻辑是否被推入到IOB（Input/Output Block）中，即FPGA芯片边缘的I/O引脚附近的专用硬件资源。使用IOB属性可以帮助…...

编程日记 2025/8/7 12:11:21

【大语言模型_7】利用ragas框架评测rag系统指标

一、介绍 ragas是一个用来评估RAG系统的框架，允许不在依赖人工注释的情况下，通过一套指标评估检索模块和生成模块的性能及其质量。二、准备数据准备：需要准备评估数据集，数据集格式如下 [{"question": "安全智…...

编程日记 2025/8/4 8:04:57

adb常用的命令

1. 查看adb版本 adb version 2. 将apk安装包安装到手机/模拟器上 adb install apk路径 3. 获取apk包名和界面名包名（package）：决定程序的唯一性界面名（activity）：一个界面界面名，对应一个界面…...

编程日记 2025/8/6 12:48:30

手动集成sqlite的方法

注意到sqlite有backup方法（https://www.sqlite.org/backup.html）。也注意到android中sysroot下，没有sqlite3的库，也没有相关头文件。如果要使用 sqlite 的backup，那么就需要手动集成sqlite代码到项目中。可以如下操…...

编程日记 2025/8/5 7:37:09

自然语言处理（NLP）技术

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一种模拟人类智能思维过程的技术，它在现代科技中的应用非常广泛，涉及诸多领域，如自然语言处理、计算机视觉、机器学习、数据分析等。以下是人工智能在现代科技中的应…...

编程日记 2025/8/3 17:16:18

【GPT入门】第25课掌握 LangChain：链式调用的奥秘、特性与使用示例

【GPT入门】第25课掌握 LangChain：链式调用的奥秘、特性与使用示例语法解释各部分性质链式调用的性质调用方式注意事项语法解释你给出的代码 is_duplicated_chain (check_duplicated | model | parser) 运用了 LangChain 里的链式调用语法。在 LangChain 中&a…...

编程日记 2025/8/7 14:36:37

机器学习之DBSCAN算法详解

文章目录引言1. DBSCAN算法概述2.DBSCAN算法的基本概念2.1 ε-邻域2.2 核心点（Core Point）2.3 边界点（Border Point）2.4 噪声点（Noise Point）2.5 直接密度可达（Directly Density-Reachable&…...

编程日记 2025/8/6 8:54:15

借助vite来优化前端性能

Vite 是一个现代化的前端构建工具，凭借其基于原生 ES 模块的开发服务器和高效的构建能力，可以显著优化前端性能。一、开发环境优化 1.快速启动与热更新 Vite 利用浏览器对 ES 模块的原生支持，在开发环境中无需打包，直接按需加载…...

编程日记 2025/8/5 16:04:35

[工控机安全] 使用DriverView快速排查不可信第三方驱动（附详细图文教程）

导语： 在工业控制领域，设备驱动程序的安全性至关重要。第三方驱动可能存在兼容性问题、安全漏洞甚至恶意代码，威胁设备稳定运行。本文将手把手教你使用 DriverView工具，高效完成工控机驱动安全检查，精准识别可疑驱动&a…...

编程日记 2025/8/2 16:45:27

Execution failed for task ‘:path_provider_android:compileDebugJavaWithJavac‘.

What went wrong: Execution failed for task ‘:path_provider_android:compileDebugJavaWithJavac’. Could not resolve all files for configuration ‘:path_provider_android:androidJdkImage’. Failed to transform core-for-system-modules.jar to match attributes {…...

编程日记 2025/8/6 20:09:07

基于SpringBoot的社区/物业管理系统

项目介绍平台采用B/S结构，后端采用主流的SpringBoot语言进行开发，前端采用主流的Vue.js进行开发。是一个综合的社区/物业管理系统。整个平台包括前台和后台两个部分。 - 前台功能包括：小区信息、社区论坛、社区公告、社区留言板、个人中心。…...

编程日记 2025/8/2 16:24:08

vmware下linux无法上网解决方法

首先，打开打开"编辑" “虚拟网络编辑器”,并将"桥接"方式的网卡选择为主机上网的网卡。虚拟机中，设置IP地址为主机网卡同样子网下的ip地址： 并且要选择桥接模式！注意如下图，"复制物理连接状…...

编程日记 2025/7/29 1:31:11

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