STM32 I2C通信协议说明

目录

背景

I2C协议

数据的有效性

I2C通信开始和停止条件

I2C数据传输

发送

响应

正常情况：

异常情况：

主机结束接收

写寄存器的标准流程

读寄存器的标准流程

仲裁机制

时钟同步

SDA线的仲裁

程序

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背景

对单片机的三大通信中的I2C通信进行说明。

I2C协议

协议采用双线结构传输数据，包括一个数据线和一个时钟线（即 SDA 和 SCL 线），其中 SDA（Serial Data）线用于双向数据传输，而 SCL（Serial Clock）线则用于同步数据传输的时钟信号。通信始终由主设备（Master）控制，从设备（Slave）被动接收和回应。这种简单的线路连接方式使得设备之间的互连变得非常容易。

数据的有效性

SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定 （PS:在SCL为高电平的时候，SDA发生发生变化是作为I2C通信开始和结束的信号）数据线的高或低电平状态只有在 SCL 线的时钟

信号是低电平时才能改变。也就是说在 SCL为高电平时，SDA上的信号保持稳定 ， 只有在SCL为低电平时，SDA上的信号才能改变 。数据的接收方会在每个时钟周期的高电平期间读取数据（SDA），因此数据是在SCL为高电平时进行读取的。

I2C通信开始和停止条件

表示起始条件：SCL 是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换

表示结束条件： SCL 是高电平时 SDA 线由低电平向高电平切换表示停止条件

总结：I2C的SCL为高电平时候，SDA发生变化是作为开始/结束的条件

PS:起始和停止条件一般由主机产生 总线在起始条件后被认为处于忙的状态。在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。如果产生 重复起始 Sr条件而不产生停止条件总线会一直处于忙的状态，此时的起始条件 S和重复起始 Sr条件在功能上是一样的。

I2C数据传输

发送

发送到 SDA 线上的每个字节必须为 8 位，每次传输可以发送的字节数量不受限制 每个字节后必须跟 一个响应位 ，首先传输的是数据的最高位 MSB，如果从机要完成一些其他功能后 例如一个

内部中断服务程序,才能接收或发送下一个完整的数据字节, 可以使时钟线 SCL 保持低电平迫使主机进入 等待状态.