STM32基于I2C协议完成温湿度（AHT20）的采集_aht20温湿度程序-优快云博客

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这篇博客介绍了如何使用STM32通过软件I2C协议与AHT20温湿度传感器进行通信。博主详细讲解了I2C协议的基本概念、物理层和协议层特性，并探讨了硬件I2C与软件I2C的区别。接着，博主分享了AHT20芯片的硬件连接方法和代码实现步骤，包括主函数和AHT20芯片的使用过程。最后，博主展示了实验结果并进行了总结。

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一、I2C总线协议

1.I2C协议简介

2.I2C协议的物理层和协议层

3.I2C的两种方式——硬件I2C和软件I2C

二、实现温湿度的采集程序（本次实验中使用的是软件I2C）

一、I2C总线协议

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。

2.I2C协议的物理层和协议层

（1）物理层

I2C通讯设备之间的常用连接方式：

物理层的特点：

1)    它是一个支持多设备的总线。"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。

（2）协议层

I2C的协议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环节。

1）通讯的起始和停止信号

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。起始和停止信号一般由主机产生。

2）数据有效性

SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据"1"，为低电平时表示数据"0"。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。

每次数据传输都以字节为单位，每次传输的字节数不受限制。

3）地址及数据方向

I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。I2C协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位(R/)，第8位或第11位。数据方向位为"1"时表示主机由从机读数据，该位为"0"时表示主机向从机写数据。