基于I2C的AHT20温度采集器及SPI协议OLED显示_aht20 oled 基于硬件i2c-优快云博客

这篇博客介绍了如何使用STM32通过I2C协议与AHT20传感器交互获取温湿度数据，并通过SPI协议在OLED屏幕上显示。详细讲述了I2C和SPI协议的基本概念，AHT20芯片信息，OLED屏滚屏命令，以及AHT20和OLED的引脚连接。提供了完整的代码和烧录步骤，展示了最终的显示效果。

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一.相关协议

1 关于I2C协议

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。
物理层

协议层

主要是定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等。

当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。
当 SCL 是高电平时 SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。

可以看出I2C在通讯的时候，只有在SCL处于高电平时，SDA的数据传输才是有效的。SDA 信号线是用于传输数据，SCL 信号线是保证数据同步。

当SDA传输数据后，接收方对接受到的数据进行一个应答。如果希望继续进行传输数据，则回应应答信号（低电平），否则回应非应答信号（高电平）

软件I2C和硬件I2C

①硬件I2C
直接利用 STM32 芯片中的硬件 I2C 外设。

只要配置好对应的寄存器，外设就会产生标准串口协议的时序。在初始化好 I2C 外设后，只需要把某寄存器位置 1，此时外设就会控制对应的 SCL 及 SDA 线自动产生 I2C 起始信号，不需要内核直接控制引脚的电平。

②软件I2C

直接使用 CPU 内核按照 I2C 协议的要求控制 GPIO 输出高低电平，从而模拟I2C。

需要在控制产生 I2C 的起始信号时，控制作为 SCL 线的 GPIO 引脚输出高电平，然后控制作为 SDA 线的 GPIO 引脚在此期间完成由高电平至低电平的切换，最后再控制SCL 线切换为低电平，这样就输出了一个标准的 I2C 起始信号。

③两者的差别

硬件 I2C 直接使用外设来控制引脚，可以减轻 CPU 的负担。不过使用硬件I2C 时必须使用某些固定的引脚作为 SCL 和 SDA，软件模拟 I2C 则可以使用任意 GPIO 引脚，相对比较灵活。对于硬件I2C用法比较复杂，软件I2C的流程更清楚一些。如果要详细了解I2C的协议，使用软件I2C可能更好的理解这个过程。在使用I2C过程，硬件I2C可能通信更加快，更加稳定。

2 关于SPI协议

SPI 协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议 (Serial Peripheral Interface) ，即串行外围设
备接口，是一种高速全双工的通信总线。它被广泛地使用在 ADC 、 LCD 等设备与 MCU 间，
要求通讯速率较高的场合。

SPI物理层

SS( Slave Select)：从设备选择信号线，常称为片选信号线。
SCK (Serial Clock)：时钟信号线，用于通讯数据同步。
MOSI (Master Output， Slave Input)：主设备输出/从设备输入引脚。
MISO(Master Input,，Slave Output)：主设备输入/从设备输出引脚。

SPI协议层
SPI 基本通讯过程

MOSI 与 MISO 的信号只在 NSS 为低电平的时候才有效，在 SCK 的每个时钟周期 MOSI 和 MISO 传输一位数据。

通讯的起始和停止信号
在图 25-2 中的标号① 处， NSS 信号线由高变低，是 SPI 通讯的起始信号。 NSS 是每个
从机各自独占的信号线，当从机在自己的 NSS 线检测到起始信号后，就知道自己被主机选
中了，开始准备与主机通讯。在图中的标号⑥ 处， NSS 信号由低变高，是 SPI 通讯的停止
信号，表示本次通讯结束，从机的选中状态被取消。

数据有效性

SPI 使用 MOSI 及 MISO 信号线来传输数据，使用 SCK 信号线进行数据同步。 MOSI 及
MISO 数据线在 SCK 的每个时钟周期传输一位数据，且数据输入输出是同时进行的。数据
传输时， MSB 先行或 LSB 先行并没有作硬性规定，但要保证两个 SPI 通讯设备之间使用同
样的协定，一般都会采用图 25-2 中的