14-HAL库之I2C通信

最新推荐文章于 2025-06-26 09:30:04 发布

南国枫火

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分类专栏： STM32F7之HAL库学习文章标签： I2C STM32F7

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本文详细介绍了I2C协议的工作原理，包括其总线结构、数据传输流程和信号特性。同时，深入解析了基于STM32 HAL库的I2C模块配置过程，涵盖时钟使能、GPIO管脚设置及I2C初始化参数设定，并概述了HAL库提供的各种I2C操作函数。

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1.I2C协议介绍

I2C是一个支持多设备的总线，可连接多个I2C通讯设备，每个总线包括一条双向串行数据线(SDA)和一条串行时钟线（SCL）。数据线用来表示数据，时钟线用来数据收发同步。通讯过程如下：

S：主机的I2C接口产生的传输开始信号，连接在I2C总线上的所有从机都会接收到。

SLAVE_ADDRESS：主机广播的从机地址信号，I2C总线上每个从机地址唯一。

R/W：读写方向，置1为读，置0为写。

A/A-：从机接收到匹配的地址后，主机或从机会返回一个应答信号或非应答信号，只有接收到应答信号主机才继续发送接收数据。写数据的时候，每次发送一个字节数据（DATA：8位）后，都要等待应答信号，重复这个过程可以发送N个数据。数据传输结束发送停止传输信号P。读数据时，主机向从机发应答信号，当主机希望停止接收数据时，发送非应答信号。

起始信号和停止信号见上图。

数据有效性见上图。

2.基于HAL库的I2C配置

步骤：时钟使能—GPIO管脚配置—I2C配置

初始化：

void MyI2C_Init(void){
	
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_MODE_AF_OD;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	//I2C_SCL config
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_MODE_AF_OD;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	//I2C_SDA config
	
	__HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
  
  I2C_HandleTypeDef	MyI2C1;
	MyI2C1.Instance=I2C1;
	MyI2C1.Init.Timing=0x60201E2B;//100KHz
	MyI2C1.Init.OwnAddress1=0;
	MyI2C1.Init.AddressingMode=I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
	MyI2C1.Init.DualAddressMode=I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
	MyI2C1.Init.OwnAddress2=0;
	MyI2C1.Init.OwnAddress2Masks=I2C_OA2_NOMASK;
	MyI2C1.Init.GeneralCallMode=I2C_GENERALCALL_DISABLE;
	MyI2C1.Init.NoStretchMode=I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
	MyI2C1.Mode=HAL_I2C_MODE_MASTER;
	HAL_I2C_Init(&MyI2C1);
}

输入输出函数：

阻塞模式：

HAL_I2C_Master_Transmit()； HAL_I2C_Master_Receive()； HAL_I2C_Slave_Transmit()； HAL_I2C_Slave_Receive()
HAL_I2C_Mem_Write()； HAL_I2C_Mem_Read()； HAL_I2C_IsDeviceReady()

带中断非阻塞模式：

HAL_I2C_Master_Transmit_IT()； HAL_I2C_Master_Receive_IT()； HAL_I2C_Slave_Transmit_IT()
HAL_I2C_Slave_Receive_IT()； HAL_I2C_Mem_Write_IT()； HAL_I2C_Mem_Read_IT()

DMA传输非阻塞模式：

HAL_I2C_Master_Transmit_DMA()； HAL_I2C_Master_Receive_DMA()； HAL_I2C_Slave_Transmit_DMA()； HAL_I2C_Slave_Receive_DMA()； HAL_I2C_Mem_Write_DMA()； HAL_I2C_Mem_Read_DMA()

非阻塞模式下的回调函数：

HAL_I2C_MemTxCpltCallback()； HAL_I2C_MemRxCpltCallback()； HAL_I2C_MasterTxCpltCallback()
HAL_I2C_MasterRxCpltCallback()； HAL_I2C_SlaveTxCpltCallback()； HAL_I2C_SlaveRxCpltCallback()； HAL_I2C_ErrorCallback()

这部分可以参照USART中的函数进行理解。