1.I2C 协议简介

I2C 通讯协议(Inter － Integrated Circuit) 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。在计算机科学里，大部分复杂的问题都可以通过分层来简化。如芯片被分为内核层和片上外设；STM32 标准库则是在寄存器与用户代码之间的软件层。对于通讯协议，我们也以分层的方式来理解，最基本的是把它分为物理层和协议层。物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。简单来说物理层规定我们用嘴巴还是用肢体来交流，协议层则规定我们用中文还是英文来交流。

1.1.I2C的特点

(1) 它是一个支持设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个I2C 通讯总线中，可连
接多个I2C 通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。
(2) 一个I2C 总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线(SCL)。数
据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。
(3) 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访
问。
(4) 总线通过上拉电阻接到电源。当I2C 设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都
输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
(5) 多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。
(6) 具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ，高速模式下可达
3.4Mbit/s，但目前大多I2C 设备尚不支持高速模式。
(7) 连接到相同总线的IC 数量受到总线的最大电容400pF 限制。

?友善提醒一下：这种协议类的东西，一开始不建议自己写，会使用就好。

2.I2C 初始化结构体详解

跟其它外设一样，STM32 标准库提供了I2C 初始化结构体及初始化函数来配置I2C 外设。初始
化结构体及函数定义在库文件“stm32f10x_i2c.h”及“stm32f10x_i2c.c”中，编程时我们可以结合
这两个文件内的注释使用或参考库帮助文档。了解初始化结构体后我们就能对I2C 外设运用自
如了。

typedef struct {
uint32_t I2C_ClockSpeed; /*!< 设置SCL 时钟频率，此值要低于400000*/
uint16_t I2C_Mode; /*!< 指定工作模式，可选I2C 模式及SMBUS 模式*/
uint16_t I2C_DutyCycle; /* 指定时钟占空比，可选low/high = 2:1 及16:9 模式*/
uint16_t I2C_OwnAddress1; /*!< 指定自身的I2C 设备地址*/
uint16_t I2C_Ack; /*!< 使能或关闭响应(一般都要使能) */
uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< 指定地址的长度，可为7 位及10 位*/
} I2C_InitTypeDef;

这些结构体成员说明如下，其中括号内的文字是对应参数在STM32 标准库中定义的宏：
(1) I2C_ClockSpeed
本成员设置的是I2C 的传输速率，在调用初始化函数时，函数会根据我们输入的数值经过运算后
把时钟因子写入到I2C 的时钟控制寄存器CCR。而我们写入的这个参数值不得高于400KHz。实际上由于CCR 寄存器不能写入小数类型的时钟因子，影响到SCL 的实际频率可能会低于本成员
设置的参数值，这时除了通讯稍慢一点以外，不会对I2C 的标准通讯造成其它影响。
(2) I2C_Mode
本成员是选择I2C 的使用方式，有I2C 模式(I2C_Mode_I2C) 和SMBus 主、从模式(I2C_Mode_SMBusHost、I2C_Mode_SMBusDevice ) 。I2C 不需要在此处区分主从模式，直接设
置I2C_Mode_I2C 即可。
(3) I2C_DutyCycle
本成员设置的是I2C 的SCL 线时钟的占空比。该配置有两个选择，分别为低电平时间比高电平
时间为2：1 ( I2C_DutyCycle_2) 和16：9 (I2C_DutyCycle_16_9)。其实这两个模式的比例差别并不大，一般要求都不会如此严格，这里随便选就可以。
(4) I2C_OwnAddress1
本成员配置的是STM32 的I2C 设备自己的地址，每个连接到I2C 总线上的设备都要有一个自己
的地址，作为主机也不例外。地址可设置为7 位或10 位(受下面I2C_AcknowledgeAddress 成员决
定)，只要该地址是I2C 总线上唯一的即可。STM32 的I2C 外设可同时使用两个地址，即同时对两个地址作出响应，这个结构成员I2C_OwnAddress1 配置的是默认的、OAR1 寄存器存储的地址，若需要设置第二个地址寄存器OAR2，可使用I2C_OwnAddress2Config 函数来配置，OAR2 不支持10 位地址，只有7 位。
(5) I2C_Ack_Enable
本成员是关于I2C 应答设置，设置为使能则可以发送响应信号。本实验配置为允许
应答(I2C_Ack_Enable)，这是绝大多数遵循I2C 标准的设备的通讯要求，改为禁止应答
(I2C_Ack_Disable) 往往会导致通讯错误。
(6) I2C_AcknowledgeAddress
本成员选择I2C 的寻址模式是7 位还是10 位地址。这需要根据实际连接到I2C 总线上设备的地
址进行选择，这个成员的配置也影响到I2C_OwnAddress1 成员，只有这里设置成10 位模式时，
I2C_OwnAddress1 才支持10 位地址。配置完这些结构体成员值，调用库函数I2C_Init 即可把结构体的配置写入到寄存器中。?

3.编程实现

要点：

(1) 配置通讯使用的目标引脚为开漏模式；
(2) 使能I2C 外设的时钟；
(3) 配置I2C 外设的模式、地址、速率等参数并使能I2C 外设；
(4) 编写基本I2C 按字节收发的函数；
(5) 编写读写EEPROM 存储内容的函数；

3.1.初始化I2C 的GPIO

配置GPIO就不用讲解太多了，前面的文章已经讲解很多次了，如果不懂的同学可以看看之前的文章。

static void I2C_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 使能与I2C 有关的时钟*/
EEPROM_I2C_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_CLK, ENABLE );
EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_GPIO_CLK, ENABLE );

/* I2C_SCL、I2C_SDA*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; // 开漏输出
GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; // 开漏输出
GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

3.2.配置I2C 的模式

static void I2C_Mode_Configu(void)
{
 I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

/* I2C 配置*/
 I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;

 /* 高电平数据稳定，低电平数据变化SCL 时钟线的占空比*/
 I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;

I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2Cx_OWN_ADDRESS7;
 I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;

 /* I2C 的寻址模式*/
 I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

 /* 通信速率*/
 I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;

 /* I2C 初始化*/
 I2C_Init(EEPROM_I2Cx, &I2C_InitStructure);
/* 使能I2C */
I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
 }

代码：后期会更新比较好，适合工业级的代码。?