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TivaC系列I2C通信
1.I2C通信简介
I2C（Inter-IntegratedCircuit）是一种串行通信协议，用于连接多个低速外设设备。I2C协议使用两根线进行通信：SCL（SerialClockLine，串行时钟线）和SDA（SerialDataLine，串行数据线）。I2C协议支持多主控和多从设备，使得多个设备可以在同一总线上进行通信。I2C通信的特点包括：
低速：通常速度在100kbps到400kbps之间，高速模式下可以达到3.4Mbps。
简单：仅使用两根线进行通信，简化了硬件设计。
多设备：支持多主控和多从设备，最多可以连接128个设备。
双向：数据可以在主控和从设备之间双向传输。
1.1I2C通信协议
I2C协议的基本通信过程包括：
启动信号：主控发送启动信号，表示开始一次通信。启动信号是SCL线为高电平时，SDA线从高电平变为低电平。
地址帧：主控发送从设备的7位或10位地址，地址帧的最后一位是读写位（0表示写，1表示读）。
应答位：从设备接收到地址帧后，发送一个应答位（ACK），表示已经接收到地址。
数据帧：主控发送或接收数据，数据帧长度为8位。
应答位：每个数据帧之后，接收设备发送一个应答位（ACK），表示已经接收到数据。
停止信号：主控发送停止信号，表示结束一次通信。停止信号是SCL线为高电平时，SDA线从低电平变为高电平。
1.2I2C通信时序
I2C通信时序包括以下几个关键步骤：
启动信号：SCL为高电平时，SDA从高变为低。
地址帧：主控发送从设备地址和读写位。
应答位：从设备发送ACK。
数据帧：主控发送或接收数据。
应答位：每个数据帧后，接收设备发送ACK。
停止信号：SCL为高电平时，SDA从低变为高。
1.3I2C通信模式
I2C通信支持以下几种模式：
标准模式：100kbps
快速模式：400kbps
快速模式Plus：1Mbps
高速模式：3.4Mbps
2.TivaC系列中的I2C模块
TivaC系列单片机集成了I2C模块，支持I2C通信协议。TivaC系列的I2C模块具有以下几个特点：
多通道：支持多个I2C通道，方便连接多个外设。
主从模式：支持主控和从设备模式。
中断支持：可以通过中断来处理通信事件。
DMA支持：支持DMA（DirectMemoryAccess）传输，提高数据传输效率。
可配置：可以通过寄存器配置I2C模块的各种参数，如通信速度、地址等。
2.1I2C模块寄存器
TivaC系列的I2C模块包含多个寄存器，用于配置和控制I2C通信。主要寄存器包括：
I2CMasterControl(MCTL)：控制I2C主控操作。
I2CMasterStatus(MSTAT)：显示I2C主控状态。
I2CMasterData(MDR)：读写I2C数据。
I2CMasterAddress(MSA)：设置I2C从设备地址。
I2CMasterConfiguration(MCFG)：配置I2C主控模式。
I2CMasterInterruptMask(MIM)：设置I2C主控中断掩码。
I2CMasterInterruptStatus(MIS)：显示I2C主控中断状态。
I2CMasterInterruptClear(MIC)：清除I2C主控中断。
2.2I2C模块初始化
在使用I2C模块之前，需要进行初始化配置。以下是一个典型的I2C模块初始化过程：
使能I2C模块时钟：通过系统控制模块（SYSCTL）使能I2C模块的时钟。
配置GPIO：将I2C引脚配置为I2C功能。
配置I2C模块：设置通信速度、模式等参数。
使能I2C模块：使能I2C模块，开始通信。
2.3I2C模块配置示例
以下是一个示例代码，展示了如何在TivaC系列单片机上配置I2C模块：
#includeti/devices/tiva/driverlib/i2c.h
#includeti/devices/tiva/driverlib/sysctl.h
#includeti/devices/tiva/driverlib/gpio.h
#defineI2C_MASTER_BASEI2C0_BASE
#defineI2C_MASTER_PERIPHSYSCTL_PERIPH_I2C0
#defineI2C_MASTER_PORT_BASEGPIO_PORTB_BASE
#defineI2C_MASTER_PORT_PERIPHSYSCTL_PERIPH_GPIOB
#defineI2C_MASTER_SCL_PINGPIO_