I2C

1、I2C协议简介
2、STM32的I 2C外设
3、固件库中的I2C

1、I2C协议简介
物理层：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
①只有两根总线，分别是SCL总线（串行时钟线）、SDA总线（串行数据线）。主机和从机都要挂载在这两根线上。【CL代表时钟、D代表数据】
②寻址机制,在I2C总线上，有那么多设备，如何确定主机是和EEPROM通信，而不是其他传感器或者设备。因为每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的寻址。地址可以7位或者10位**，这个地址写在协议的前面就可以识别了。
③总线通过上拉电阻接到电源。当I2C上的一个设备空闲时，不需和其他设备通信，这个设备会输出高阻态，而当所有设备都空闲时，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平【高阻态：相当于像是那个设备的引脚与总线断开了，电阻非常大像是断开了一样，A、总线不受它的电压影响了，B、也防止3.3V 和 0V 产生短路。相互影响 ：很多总线都这样，因为所有设备都连在总线上，很容易相互影响、干扰，高阻态是个好东西。在I2C里面有两个电压3.3V和0V，0V接地，3.3V不会是输入3.3V，而是高阻态。如果两个设备同时在I2C总线上，一个输入0V，一个输入3.3V，瞬间两个设备之间短路了，所以高电平和空闲都用高阻态来表示。】

④多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁的方式决定哪个设备用总线。当一个设备在工作，是逻辑0，其他设备是高阻态，没办法影响，那么其他设备即使也在工作，也报废了。所以，每当设备要工作之前都要检查一下，现在总线上有没有逻辑0，有没有设备在传输数据，如果有就等待一下子。

⑤有三种传输模式：根据时钟线的差别，标准：100kbit/s ,快速 ：400kbit/s，高速：3.4Mbit/s。但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。
⑥连接到相同总线的I2C数量收到最大电容的限制。
I2C协议层
①主机写数据到从机：老师讲课
STM32产生起始信号 -> 从机地址 -> 读写方向位 -> 从机应答 -> 传输数据 -> 从机应答 -> 传输数据 -> 从机不应答 -> 结束
从机地址是7位或者10位，在线上广播这个地址。读写方向位，是跟数据方向有关，如果数据位是0，代表写方向，主机写到从机，如果是1，代表是读方向。当从机得到匹配后，返回一个应答信号，主机知道从机可以使用。主机传输数据，每传输一个字节，从机应答一次，我接收到了。当从机的应答信号是不应答，代表传输要结束了，我接收不了了，要满了。

②主机由从机中读数据：老师提问
STM32产生起始信号，之后发出要提问的学生的地址，在读写方向位是设置为1，设置为从学生那里读取信息的模式，之后学生接到提问信号，回应一下他在，之后便传输信息DATA模式，STM32接收到信息回应，学生再传输信息，STM32回应，代表着学生还可以传输，如果STM32不想要了便回复非应答信号，之后由STM32出面结束。

③通讯复合格式
这种模式是为了方便主机在茫茫存储器地中读取想读取的地址，先来一个写方向把想要操作的寄存器地址写到EEPROM里面，再来一个读方向，再把信息返回回去。过程如下：传输起始信号 -> 广播设备地址 -> 写信号 -> 从机应答 -> 主机发送即将要读取的存储信息的地址 -> 存储器的内部地址或者传感器的寄存器地址-> 从机非应答 -> 读过程

④通讯的起始信号和终止信号：
当SCL线为高电平，SDA线由高电平向低电平切换，这个情况代表通讯开始。
当SCL线为高电平，SDA线由低电平向高电平切换，这个情况代表通讯结束。
起始信号和终止信号一般都由主机产生
⑤数据有效性：
SCL为高电平的时候SDA表述数据有效，在SCL为低电平时，SDA线进行数据切换。一个时钟传输一个bit.

⑥ 地址及数据方向:
一般用7个数据位表示从机地址，如果是主机写从机是0，主机读从机是1。如果说8位数据地地址就是把方向位加上了。
⑦响应
当数据发送端发送一个字节之后，进入高阻态，释放总线控制权，等待数据接收端的响应，在第九个时钟信号里面，如果数据发送端把SDA线拉低代表应答，接收端高阻态代表不应答。非应答信号用NACK表示。