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STM32F1系列的I2C通信
I2C通信概述
I2C（Inter-IntegratedCircuit）是一种串行通信协议，用于在微控制器和外设之间进行简单的双向通信。I2C总线由两根信号线组成：SCL（串行时钟线）和SDA（串行数据线）。这种通信方式支持多主多从设备，且具有较高的灵活性和较低的硬件复杂度。在STM32F1系列单片机中，I2C接口被广泛应用于传感器、EEPROM、ADC等外设的通信。
I2C总线的工作原理
I2C总线通过SCL和SDA两根线进行数据传输。SCL线用于时钟同步，SDA线用于数据交换。I2C通信是半双工的，即在同一时间内只能进行单向通信。数据传输的基本单位是字节，每个字节包含8位数据，且在传输过程中需要加入起始条件、停止条件、地址位和应答位。
起始条件：当SCL线保持高电平时，SDA线从高电平变为低电平。
停止条件：当SCL线保持高电平时，SDA线从低电平变为高电平。
地址位：每个从设备都有一个7位或10位的地址，主设备通过发送地址来选择与哪个从设备进行通信。
应答位：从设备在接收到地址或数据后发送一个低电平的应答位，表示接收到的数据正确。
I2C总线的时序
I2C总线的时序非常关键，它决定了数据的正确传输。以下是一些基本的时序要求：
起始条件：SCL为高电平时，SDA从高变低。
停止条件：SCL为高电平时，SDA从低变高。
数据位有效：在SCL为高电平期间，SDA上的数据必须保持稳定。
上升沿和下降沿：SCL和SDA的上升沿和下降沿必须满足特定的时间要求，以确保数据的正确传输。
I2C总线的地址和应答
I2C总线上的每个从设备都有一个唯一的地址。主设备通过发送从设备的地址来选择与哪个设备进行通信。地址位由7位或10位组成，具体取决于设备的类型。在每个字节传输后，接收方需要发送一个应答位，表示数据已正确接收。应答位的发送方式如下：
应答位：接收方在接收到一个字节后，将SDA线拉低，表示应答。
非应答位：接收方在接收到一个字节后，不拉低SDA线，表示非应答。
STM32F1系列的I2C硬件配置
STM32F1系列单片机内置了I2C接口，支持标准模式和快速模式的通信。标准模式的通信速率为100kbps，快速模式的通信速率为400kbps。在硬件配置方面，需要关注以下几个主要参数：
I2C时钟分频：通过配置I2C时钟分频器来设置通信速率。
GPIO配置：将SCL和SDA引脚配置为I2C功能。
中断配置：配置I2C中断，以便在通信过程中处理事件。
I2C时钟分频配置
I2C时钟分频器的配置决定了通信速率。通过设置I2C_CCR寄存器中的分频值，可以调整I2C的通信速率。以下是一个配置I2C时钟分频的示例代码：
#includestm32f1xx_hal.h
voidI2C_Config(void){
I2C_HandleTypeDefhi2c1;
//初始化I2C
hi2c1.Instance=I2C1;
hi2c1.Init.ClockSpeed=100000;//100kbps
hi2c1.Init.DutyCycle=I2C_DUTYCYCLE_2;//50%占空比
hi2c1.Init.OwnAddress1=0x00;//主设备不需要设置地址
hi2c1.Init.AddressingMode=I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;//7位地址模式
hi2c1.Init.DualAddressMode=I2C_DUALADDRESS_DISABLE;//禁用双地址模式
hi2c1.Init.OwnAddress2=0x00;//无效
hi2c1.Init.GeneralCallMode=I2C_GENERALCALL_DISABLE;//禁用通用呼叫模式
hi2c1.Init.NoStretchMode=I2C_NOSTRETCH_DISABLE;//禁用时钟拉伸
if(HAL_I2C_Init(hi2c1)!=HAL_OK){
//初始化失败处理
Error_Handler();
}
//配置时钟分频
if(HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(hi2c1,I2C_ANALOGFILTER_ENABLE)!=HAL_OK){
Error_Handler();
}
if(HAL_I