I2C通信

1、I2C通信

• I2C总线（Inter IC BUS）是由Philips公司开发的一种通用数据总线

• 两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）

• 同步、双半工

• 带数据应答

• 支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）
  

2、硬件电路

• 所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起

• 设备的SCL和SD均要配置成开漏输出模式

• SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
  

3、I2C时序基本单元

• 起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平

• 终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平
  

• 发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节
  

• 接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）
  

• 发送应答：主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答

• 接收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）
  

• I2C时序

  • 指定地址写

  • 对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，写入指定数据（Data）
    

•当前地址读

•对于指定设备（Slave Address），在当前地址指针指示的地址下，读取从机数据（Data）

•指定地址读

•对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，读取从机数据（Data）

4、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）

• 硬件电路

• MPU6050框图
  

5、I2C外设简介

• 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100KHZ），快速（高达400KHZ）

• 支持DMA

• 兼容SMBus协议

• STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2

• I2C框图
  

• I2C基本结构

• 主机发送
  

• 主机接收
  

• 软件/硬件波形对比