STM32软件模拟和硬件模拟的区别（i2c）

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已于 2025-01-08 00:29:40 修改

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

于 2024-10-25 19:02:21 首次发布

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一、软件模拟和硬件模拟的区别

硬件读写I2C：
- 通过微控制器内部的I2C硬件模块进行通信。微控制器会提供专门的硬件接口（例如，STM32的I2C外设），用于生成I2C信号并处理通信协议。
- 硬件模块会自动处理时序、产生起始位、停止位、应答位等，简化了软件的开发过程。
软件读写I2C：
- 通过控制GPIO引脚来模拟I2C通信。这意味着I2C的时序（例如SCL和SDA信号的生成）是由软件来控制的，而不是硬件模块。
- 软件需要手动设置时序和控制信号的变化，通常通过延时或计时器来确保I2C时序正确。

硬件 I2C 是基于外设的，数据传输由硬件自动管理，因此非常高效，并且对 CPU 的干扰较小。可以高频率（如 400kHz 或更高）运行，而且支持多个设备连接。
软件 I2C 是完全通过 CPU 和 GPIO 控制的，因此它比硬件 I2C 慢得多。它占用 CPU 时间，并且由于软件模拟时序，最高速度通常只有几千赫兹到几十千赫兹。此外，由于全程由软件处理，精度可能较差，受系统时钟影响较大。

我们通过I2C_GenerateSTART、MPU6050_WaitEvent这些硬件接口函数来iic读取数据。

软件模拟中，我们需要自己控制时序，通过延时或计时器来确保I2C时序正确，需要自己产生起始位、停止位。

接下来将软件、硬件iic如何初始化：

这是软件初始化，而硬件初始化需要加上注释部分，也就是需要I2C_Init(I2C1,&I2C_InitStructure);初始化IIC。才可以使用接口函数

在你使用 软件模拟 I2C（bit-banging）时，不要调用硬件 I2C 的初始化函数。

软件模拟 I2C 是通过 GPIO 手动模拟时序，完全依赖 CPU 来控制 SCL 和 SDA 引脚。而硬件 I2C 是通过 STM32 的硬件外设来自动生成时序并传输数据。
如果你在使用软件模拟 I2C 的时候调用了 I2C_Init，会尝试启用硬件 I2C 外设，这会与软件模拟 I2C 冲突，因为硬件 I2C 的时序和控制是由硬件管理的，而软件模拟 I2C 是由软件（CPU）手动管理的。这样就会导致冲突，甚至导致 I2C 外设的错误初始化或未能正确工作。