I2C

1、I2C協議簡介
2、STM32的I 2C外設
3、固件庫中的I2C

1、I2C協議簡介
物理層：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
①只有兩根總線，分別是SCL總線（串行時鐘線）、SDA總線（串行數據線）。主機和從機都要掛載在這兩根線上。【CL代表時鐘、D代表數據】
②尋址機制,在I2C總線上，有那麼多設備，如何確定主機是和EEPROM通信，而不是其他傳感器或者設備。因爲每個連接到總線的設備都有一個獨立的地址，主機可以利用這個地址進行不同設備之間的尋址。地址可以7位或者10位**，這個地址寫在協議的前面就可以識別了。
③總線通過上拉電阻接到電源。當I2C上的一個設備空閒時，不需和其他設備通信，這個設備會輸出高阻態，而當所有設備都空閒時，都輸出高阻態時，由上拉電阻把總線拉成高電平【高阻態：相當於像是那個設備的引腳與總線斷開了，電阻非常大像是斷開了一樣，A、總線不受它的電壓影響了，B、也防止3.3V 和 0V 產生短路。相互影響 ：很多總線都這樣，因爲所有設備都連在總線上，很容易相互影響、干擾，高阻態是個好東西。在I2C裏面有兩個電壓3.3V和0V，0V接地，3.3V不會是輸入3.3V，而是高阻態。如果兩個設備同時在I2C總線上，一個輸入0V，一個輸入3.3V，瞬間兩個設備之間短路了，所以高電平和空閒都用高阻態來表示。】

④多個主機同時使用總線時，爲了防止數據衝突，會利用仲裁的方式決定哪個設備用總線。當一個設備在工作，是邏輯0，其他設備是高阻態，沒辦法影響，那麼其他設備即使也在工作，也報廢了。所以，每當設備要工作之前都要檢查一下，現在總線上有沒有邏輯0，有沒有設備在傳輸數據，如果有就等待一下子。

⑤有三種傳輸模式：根據時鐘線的差別，標準：100kbit/s ,快速 ：400kbit/s，高速：3.4Mbit/s。但目前大多I2C設備尚不支持高速模式。
⑥連接到相同總線的I2C數量收到最大電容的限制。
I2C協議層
①主機寫數據到從機：老師講課
STM32產生起始信號 -> 從機地址 -> 讀寫方向位 -> 從機應答 -> 傳輸數據 -> 從機應答 -> 傳輸數據 -> 從機不應答 -> 結束
從機地址是7位或者10位，在線上廣播這個地址。讀寫方向位，是跟數據方向有關，如果數據位是0，代表寫方向，主機寫到從機，如果是1，代表是讀方向。當從機得到匹配後，返回一個應答信號，主機知道從機可以使用。主機傳輸數據，每傳輸一個字節，從機應答一次，我接收到了。當從機的應答信號是不應答，代表傳輸要結束了，我接收不了了，要滿了。

②主機由從機中讀數據：老師提問
STM32產生起始信號，之後發出要提問的學生的地址，在讀寫方向位是設置爲1，設置爲從學生那裏讀取信息的模式，之後學生接到提問信號，迴應一下他在，之後便傳輸信息DATA模式，STM32接收到信息迴應，學生再傳輸信息，STM32迴應，代表着學生還可以傳輸，如果STM32不想要了便回覆非應答信號，之後由STM32出面結束。

③通訊複合格式
這種模式是爲了方便主機在茫茫存儲器地中讀取想讀取的地址，先來一個寫方向把想要操作的寄存器地址寫到EEPROM裏面，再來一個讀方向，再把信息返回回去。過程如下：傳輸起始信號 -> 廣播設備地址 -> 寫信號 -> 從機應答 -> 主機發送即將要讀取的存儲信息的地址 -> 存儲器的內部地址或者傳感器的寄存器地址-> 從機非應答 -> 讀過程

④通訊的起始信號和終止信號：
當SCL線爲高電平，SDA線由高電平向低電平切換，這個情況代表通訊開始。
當SCL線爲高電平，SDA線由低電平向高電平切換，這個情況代表通訊結束。
起始信號和終止信號一般都由主機產生
⑤數據有效性：
SCL爲高電平的時候SDA表述數據有效，在SCL爲低電平時，SDA線進行數據切換。一個時鐘傳輸一個bit.

⑥ 地址及數據方向:
一般用7個數據位表示從機地址，如果是主機寫從機是0，主機讀從機是1。如果說8位數據地地址就是把方向位加上了。
⑦響應
當數據發送端發送一個字節之後，進入高阻態，釋放總線控制權，等待數據接收端的響應，在第九個時鐘信號裏面，如果數據發送端把SDA線拉低代表應答，接收端高阻態代表不應答。非應答信號用NACK表示。