嵌入式技术与应用课程设计报告题目STM32I2C固件库分析与应用学院专业班级姓名学号指导教师年月日教师评语：总分：教师签名：目录1 I2C接口1.1介绍1.2主要特点1.3概述1.4功能描述1.4.1I2C从模式1.4.2I2C主模式1.4.3错误条件1.4.4SDA/SCL线控制1.4.5SMBus1.4.6DMA请求1.4.7包错误校验(PEC)1.5 中断请求1.6 内部集成电路（I2C）1.6.1 I2C寄存器结构1.6.2 I2C库函数1.6.2.1 函数I2C_DeInit .1.6.2.2 函数I2C_ Init1.6.2.3 函数I2C_ StructInit1.6.2.4 函数I2C_ Cmd1.6.2.5 函数I2C_ DMACmd1.6.2.6 函数I2C_ DMALastTransferCmd1.6.2.7 函数I2C_ GenerateSTART1.6.2.8 函数I2C_ GenerateSTOP1.6.2.9 函数I2C_ AcknowledgeConfig1.6.2.10 函数I2C_ OwnAddress2Config1.6.2.11 函数I2C_ DualAddressCmd1.6.2.12 函数I2C_ GeneralCallCmd1.6.2.13 函数I2C_ ITConfig1.6.2.14 函数I2C_ SendData1.6.2.15 函数I2C_ ReceiveData1.6.2.16 函数I2C_ Send7bitAddress1.6.2.17 函数I2C_ ReadRegister1.6.2.18 函数I2C_ SoftwareResetCmd1.6.2.19 函数I2C_ SMBusAlertConfig1.6.2.20 函数I2C_ TransmitPEC1.6.2.21 函数I2C_ PECPositionConfig1.6.2.22 函数I2C_ CalculatePEC1.6.2.23 函数I2C_ GetPEC1.6.2.24 函数I2C_ ARPCmd1.6.2.25 函数I2C_ StretchClockCmd1.6.2.26 函数I2C_ FastModeDutyCycleConfig1.6.2.27 函数I2C_ GetLastEvent1.6.2.29 函数I2C_ GetFlagStatus1.6.2.30 函数I2C_ ClearFlag1.6.2.31 函数I2C_ GetITStatus1.6.2.32 函数I2C_ ClearITPendingBi1 2C接口1.1 介绍I2C 总线接口连接微控制器和串行I2C 总线。
它提供多主机功能，控制所有I2C 总线特定的时序、协议、仲裁和定时。
支持标准和快速两种模式，同时与SMBus2.0 兼容。
I2C 总线有多种用途，包括CRC 码的生成和校验、SMBus(系统管理总线SystemManagement Bus)、PMBus(电源管理总线Power Management Bus)。
根据特定设备的需要，可以使用DMA 以减轻CPU 的负担。
1.2 主要特点● 并行总线/I2C 总线协议转换器● 多主机功能：同一接口既可做主设备也可做从设备● I2C 主设备功能−产生时钟−产生起始和停止信号● I2C 从设备功能−可编程的I2C 地址检测−可响应2 个从地址的双地址能力−停止位检测● 产生和检测7 位/10 位地址和广播呼叫● 支持不同的通讯速度−标准速度(高至100 kHz)−快速(高至400 kHz)● 状态标志：−发送器/接收器模式标志−字节发送结束标志− I2C 总线忙标志● 错误标志−主模式时的仲裁丢失−地址/数据传输后的应答(ACK)错误−检测到起始和停止错位−禁止拉长时钟功能后的上溢或下溢● 2 个中断向量− 1 个中断用于地址/数据通讯成功− 1 个中断用于出错● 可选的拉长时钟功能● 具单字节缓冲器的DMA● 可配置的PEC(信息包错误检测)的产生或校验：−发送模式中PEC 值可以作为最后一个字节传输−用于最后一个接收字节的PEC 错误校验● 兼容SMBus 2.0− 25 ms 时钟低超时延时− 10 ms 主设备累积时钟低扩展时间− 25 ms 从设备累积时钟低扩展时间−带ACK 控制的硬件PEC 产生/校验−支持地址分辨协议（ARP）● 兼容SMBus注意不是所有产品中都包含上述所有特性。
请参考相关的数据手册，确认该产品支持的I2C 功能。
1.3 概述I2C 接口接收和发送数据，并将数据从串行转换成并行，或并行转换成串行。
可以开启或禁止中断。
接口通过数据引脚(SDA)和时钟引脚(SCL)连接到I2C 总线。
允许连接到标准(高至100 kHz)或快速(高至400 kHz)I2C 总线。
模式选择接口可以下述4 种模式中的一种运行：● 从发送器模式● 从接收器模式● 主发送器模式● 主接收器模式默认模式为从模式。
接口在生成起始条件后自动从从模式切换到主模式；当仲裁丢失或产生停止信号，则从主模式切换到从模式。
允许多主机功能。
通信流主模式时，I2C 接口启动数据传输并产生时钟信号。
串行数据传输总是以起始条件开始和停止条件结束。
主模式时，由软件控制产生起始条件和停止条件。
从模式时，I2C 接口能识别它自己的地址(7 位或10 位)和广播呼叫地址。
软件控制开启或禁止广播呼叫地址的识别。
数据和地址按8 位/字节进行传输，高位在前。
跟在起始条件后的第一、二个字节是地址（7 位模式为1 个字节，10 位模式为2 个字节）。
地址只在主模式发送。
在一个字节传输的8 个时钟后的第9 个时钟期间，接收器必须回送一个应答位(ACK)给发送器。
参考下图。
图134 I2C 总线协议软件可以开启或禁止应答(ACK)，I2C 接口的地址(7 位、10 位地址或广播呼叫地址)可通过软件设置。
I2C接口的功能框图示于图135。
图135 I2C的功能框图注：在SMBus模式下，SMBALERT是可选信号。
如果SMBus被禁止，则该信号不可使用。
1.4 功能描述默认情况下，I2C 接口总是工作在从模式。
从默认的从模式切换到主模式，需要产生一个起始条件。
1.4.1 I2C从模式为了产生正确的时序，必须在I2C_CR2 寄存器中设定外设输入时钟。
外设输入时钟的频率必须至少是：● 标准模式下为：2MHz● 快速模式下为：4MHz一旦检测到起始条件，在SDA 线上接收到的地址被送到移位寄存器。
然后与芯片自己的地址OAR1 和OAR2(当ENDUAL=1)或者广播呼叫地址(如果ENGC=1)相比较。
注：在10-bit 地址模式时，比较包括头段序列(11110xx0)，其中的xx 是地址的两个最高有效位。
头段或地址不匹配：接口将其忽视并等待另一个起始条件。
头段匹配(仅10 位模式)：如果ACK 位被置1，接口产生一个应答脉冲并等待8位从地址。
地址匹配：接口产生以下时序：● 如果ACK 被置1，则产生一个应答脉冲● 硬件设置ADDR 位，如果设置了ITEVFEN 位，则产生一个中断● 如果ENDUAL=1，软件必须读DUALF 位，以确认响应了哪个从地址。
在10 位模式，接收到地址序列后，从设备总是处于接收器模式。
在收到与地址匹配的头序列并且最低位为1(即11110xx1)后，当接收到重复的起始条件时，将进入发送器模式。
TAR 位在从模式下指示当前是处于接收器模式还是发送器模式。
从发送器在接收到地址和清除ADDR 位后，从发送器将字节从DR 寄存器经由内部移位寄存器发送到SDA 线上。
从设备保持SCL为低电平，直到ADDR位被清除并且待发送数据已写入DR寄存器。
(见图136 中发送序列EV1 EV3)。
当收到应答脉冲时:● TxE 位被硬件置位，如果设置了ITEVFEN 和ITBUFEN 位，则产生一个中断。
如果TxE 位被置位，但在上一次数据发送结束之前没有数据写入到DR 寄存器，则BTF 位被置位，接口将保持SCL 为低电平，以等待写入DR 寄存器。
图136从发送器的传送序列图说明：S=Start(起始条件)，S r=重复的起始条件，P=Stop(停止条件)，A=响应，NA=非响应，EVx=事件(ITEVFEN=1时产生中断)EV1：ADDR=1，读SR1然后读SR2将清除该事件EV3-1：TxE=1，移位寄存器空EV3：TxE=1，读DR将清除该事件；移位寄存器非空EV3-2：AF=1，在SR1寄存器的AF位写0可以清除AF位从接收器在接收到地址和清除ADDR 后，从接收器将通过内部移位寄存器从SDA 线接收到的字节存进DR 寄存器。
接口在接收到每个字节后都生成以下时序:● 如果设置了ACK 位，则产生一个应答脉冲● 硬件置位RxNE。
如果设置了ITEVFEN 和ITBUFEN 位，则产生一个中断。
如果RxNE被置位，并且在接收新的数据结束之前DR寄存器未被读出，BTF位被置位，接口保持SCL为低电平，等待读DR寄存器(见图137 传送序列)。
图137从接收器的传送序列图说明：S=Start(起始条件)，S r=重复的起始条件，P=Stop(停止条件)，A=响应，NA=非响应，EVx=事件(ITEVFEN=1时产生中断)EV1：ADDR=1，读SR1然后读SR2将清除该事件EV2：RxNE=1，读DR将清除该事件EV4：STOPF=1，读SR1然后写CR1寄存器将清除该事件关闭从通信在最后一个数据字节被发送后，主设备产生一个停止条件。
接口检测到这一条件时：● STOPF 位被置位，如果设置了ITEVFEN 位，则产生一个中断，然后接口等待读SR1 寄存器，然后写CR1 寄存器。
（见图137 传送时序EV4）。
1.4.2 I2C主模式在主模式时，I2C 接口启动数据传输并产生时钟信号。
串行数据传输总是以起始条件开始和以停止条件结束。
当用START 位在总线上产生了起始条件，设备就进入了主模式。
以下是主模式所要求的时序：● 在I2C_CR2 寄存器中设定外设时钟以产生正确的时序● 配置时钟控制寄存器● 配置上升时间寄存器● 编程I2C_CR2 寄存器启动外设● 置I2C_CR2 寄存器中的START 位为1，用于产生起始条件外设输入时钟频率必须至少是:● 标准模式下为：2MHz● 快速模式下为：4MHz起始条件当BUSY 位处于清除状态时对START 位置位，使接口产生一个开始条件并切换到主模式(M/SL 位置位)。
注：在主模式下，设置START 位将在当前字节传输完后由硬件产生一个重开始条件。
一旦开始条件发出:● SB 位被硬件置位，如果设置了ITEVFEN 位，则会产生一个中断。