STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1. I2C协议

1.1 物理层

I2C协议和摩托罗拉公司的SPI协议一样，是一种通讯协议。串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线，是由 Phiilps 公司开发的。由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

I2C（Inter-Integrated Circuit），也可以叫IIC、I2C，译作集成电路总线，是两线式串行通信总线，用于设备间的通讯等，标准情况下最高传送速率达100Kbps。顾名思义，I2C通讯只需要两根线，一根是数据线SDA（Serial Data Line），一根是时钟线SCL（Serial Clock Line）。主设备控制时钟线决定I2C的波特率，配合数据线进行数据的传输，这两根线分别通过上拉电阻连接到电源。

STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用,stm32,嵌入式硬件,单片机

1.2 信号

空闲状态：I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
起始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
停止信号：当SCL为高期间，SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用,stm32,嵌入式硬件,单片机 — 起始信号与停止信号

如何通俗地理解起始信号和停止信号呢？

我们可以把SDA当作一个单刀单掷的开关，把开关放下去（就是SDA由高到低的过程），SDA和SCL就接通了，就可以看成是开始（起始）。反之，把开关抬起来（就是SDA由低到高的过程），SDA和SCL就断开了，就可以看成是结束（停止）。

应答信号ACK

发送器每发送一个字节（8位），就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK简称应答位），表示接收器已经成功地接受了该字节（就是说当已经接收完第八位信号的时候，也就是已经完整接收一个字节了，就要开始把SDA数据线下拉了）；应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。

STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用,stm32,嵌入式硬件,单片机

1.3 数据传输

在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。

IIC读写过程

STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用,stm32,嵌入式硬件,单片机

首先主机会产生一个起始信号，开始数据的传输。然后主机向从机发送地址位和读写位0（因为要确定哪个从机以及做什么操作），应答成功后，就会开始发送数据，从机会根据接收到的数据返回有效应答或者无效应答，直到主机产生停止信号，就表示这段传输结束了。

2. CubeMx的相关配置与相关代码

2.1 CubeMx配置

时钟树配置这里就忽略了哦～（我的单片机型号是STM32G473VET6）

STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用,stm32,嵌入式硬件,单片机

传输速率根据工程的需要自己选择，最高可以到1MHz

2.2 重要函数

2.2.1 写数据

HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
- 功能： 写数据
- 参数：
  *hi2c      设置使用的是那个IIC 例：&hi2c1
  DevAddress 写入的地址 设置写入数据的地址 例：0xA0
  *pData     需要写入的数据
  Size       需要发送的字节数
  Timeout    最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数
  
  // 发送两个字节数据，IIC写数据函数
- 例如：HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA0,(uint8_t*)TxData,2,1000);

2.2.2 接收数据

HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
- 功能： 接收数据
- 参数：
  *hi2c      设置使用的是那个IIC 例：&hi2c2
  DevAddress 写入的地址 设置写入数据的地址 例：0xA0
  *pData     存储读取到的数据
  Size       需要发送的字节数
  Timeout    最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数

2.2.3 写多个数据

HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
- 功能：IIC写多个数据，该函数适用于IIC外设里面还有子地址寄存器的地址，比如E2PROM，除了
       设备地址，每个存储字节都有其对应的地址。
- 参数：
  *hi2c      设置使用的是那个IIC 例：&hi2c2
  DevAddress 写入的地址 设置写入数据的地址 例：0xA0
  MemAddress 从机寄存器地址，每写入一个字节数据，地址就会自动+1
  MemAddSize 从机寄存器地址字节长度 8位/16位
             写入数据的字节类型 8位/16位
             I2C_MEMADD_SIZE_8BIT
             I2C_MEMADD_SIZE_16BIT
  *pData     需要写入的数据的起始地址
  Size       传输数据的大小，需要发送的字节数
  Timeout    最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数
- 例如：HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,ADDR,i,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8,1000);

2.2.4 MX生成的初始化函数

/**
  * @brief I2C1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_I2C1_Init(void)
{
  hi2c1.Instance = I2C1;     //句柄
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;  //时钟速度
  hi2c1.Init.DutyCycle =。I2C_DUTYCYCLE_2;   //I2C的SCL线时钟的占空比
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;    //I2C设备的地址。地址可设置为7位或10位。
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;  //7位寻址模式
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0; 
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

结束，作者水平有限，希望各位发现有错之后及时指正，谢谢

如果喜欢作者的文章，记得点赞收藏关注哦！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-832024.html

到了这里，关于STM32基于CubeMX与HAL库的I2C应用的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！