I²C通信

1，介绍协议规则，用软件模拟的形式来实现协议。

2，介绍外设，用硬件来实现协议。

I²C通信协议

基本目的：通过通信线，实现单片机读写外挂模块寄存器的功能。（在指定位置写寄存器和在指定位置读寄存器）

 SCL：时钟线（随时暂停传输，去处理其他事）即使没有硬件电路的支持，也可以很方便的用软件手动反转电平来实现通信。

 本课程只用：一主多从。

I²C硬件电路                      

 所有I²C设备的SCL连接一起，SDA连在一起。

设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式（这个模式有一个线与的现象，只要有一个设备输出低电平，总线就处于低电平）

I²C时序基本单元(虚线表示是从线控制，实线表示是主机控制)

 起始：SCL不动，主机让SDA产生一个下降沿，然后主机让SCL下降  ( 之后保证除了起始和终止条件，每个时序单元都以低电平开始  低电平结束 )（当从机捕获到这个状态时：从机复位，等待召唤）        终止：略

发送一个字节：在SCL高电平，期间读取SDA的电平（很快一般在上升沿就读完了）(SCL和SDA全程被主机掌控 , 从机只能被动读取)

高位先行：B7B6B5B4B3B2B1B0 （串口时序是低位先行）

如果进入中断：因为有时钟线（同步时序）SCL和SDA被无线拉长等回来时继续，传输不会有问题

 接收一个字节：释放SDA让从机写入.

发送接收应答：略。

I²C完整时序

从机地址

        MPU6050的器件地址位1101 000（一般地位可以改变）板子上的AD0引脚可以改变地址的最后一位。

指定地址写 

 应答位：主机释放SDA（只看主机SDA为高），从机拽住SDA（从机收到拉低SDA）  低电平表示

收到了

当前地址读

 当前地址指针：写入一个数据后，当前地址指针会自动加一。

指定地址读

读的时候：结束时要吧SA置1，表示主机不想玩了，从机放出SDA线的控制权给主机。

将 指定地址写 的前面设置指定地址 和 当前地址读 结合起来。

外挂模块MPU6050

MPU6050简介

MPU6050是一个6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合，可进一步得到姿态角，常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景

3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度

3轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度

 MPU6050参数

16位ADC采集传感器的模拟信号，量化范围：-32768~32767

加速度计满量程选择：±2、±4、±8、±16（g）

陀螺仪满量程选择： ±250、±500、±1000、±2000（°/sec）

可配置的数字低通滤波器

可配置的时钟源

可配置的采样分频

I2C从机地址：

1101000（AD0=0） 

1101001（AD0=1）

两种选择从机地址：一 0110 1000 = 0x68 二 110 1000 +  读写位 = 0xD0（写地址）or   0xD1（读地址）

MPU6050硬件电路

 XCL,XDA:扩展。

MPU6050框图

 手册25页有详细说明。

看寄存器和产品手册。

寄存器了解

 

软件I²C实例

略

硬件I²C

• STM32 内部集成了硬件 I2C 收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、起始终止条件生成、应答位收发、数据收发等功能，减轻 CPU 的负担

• 支持多主机模型

• 支持 7 位 /10 位地址模式

• 支持不同的通讯速度，标准速度 ( 高达 100 kHz) ，快速 ( 高达 400 kHz)

• 支持 DMA

• 兼容 SMBus 协议

•

• STM32F103C8T6 硬件 I2C 资源： I2C1 、 I2C2

发送

 

接收

 

I2C寄存器描述  看参考手册 24 章 I2C接口 的 24.6

代码