1、IIC简介

第二节代码会用到该部分内容，对于IIC来说，从机是不能主动发送数据的，开始条件都是由主机生成。 

1.1、主机发送数据流程

  1) 主机在检测到总线为“空闲状态”（即 SDA、SCL 线均为高电平）时，发送一个启动信号“S”，开始一次通信的开始
  2) 主机接着发送一个命令字节。该字节由 7 位的外围器件地址和 1 位读写控制位 R/W组成（此时 R/W=0）
  3) 相对应的从机收到命令字节后向主机回馈应答信号 ACK（ACK=0）
  4) 主机收到从机的应答信号后开始发送第一个字节的数据
  5) 从机收到数据后返回一个应答信号 ACK
  6) 主机收到应答信号后再发送下一个数据字节
  7) 当主机发送最后一个数据字节并收到从机的 ACK 后，通过向从机发送一个停止信号P结束本次通信并释放总线。从机收到P信号后也退出与主机之间的通信

1.2、主机接收数据流程

  1) 主机发送启动信号后，接着发送命令字节（其中 R/W=1）
  2) 对应的从机收到地址字节后，返回一个应答信号并向主机发送数据
  3) 主机收到数据后向从机反馈一个应答信号
  4) 从机收到应答信号后再向主机发送下一个数据 
  5) 当主机完成接收数据后，向从机发送一个“非应答信号（ACK=1）”，从机收到ASK=1 的非应答信号后便停止发送
  6) 主机发送非应答信号后，再发送一个停止信号，释放总线结束通信

1.3、处理器的I2C模块会在如下所述的情况产生中断信号

  RX_UNDER   当处理器通过IC_DATA_CMD寄存器读取接收缓冲器为空时置位
  RX_OVER    当接收缓冲器被填满，而且还有数据从外设发送过来时被置位；缓冲器被填满后接收的数据将会丢失
  RX_FULL    当接收缓冲器达到或者超过IC_RX_TL寄存器中规定的阈值时被置位；当数据低于阈值时标志位将被自动清除
  TX_OVER    当发送缓冲器被填满，而且处理器试图发送另外的命令写IC_DATA_CMD寄存器时被置位
  TX_EMPTY   当发送缓冲器等于或者低于IC_TX_TL寄存器中规定的阈值时被置位；当数据高于阈值时标志位将被自动清除
  TX_ABRT    当i2c模块无法完成处理器下达的命令时被置位，有如下几种原因：
                          * 发送地址字节后没有从机应答
                          * 地址识别成功后主机发送的数据从机没有应答
                          * 当i2c模块只能作为从机时试图发送主机命令
                          * 当模块的RESTART功能被关闭，而处理试图完成的功能必须要RESTART功能开启才能完成
                          * 高速模块主机代码被应答
                          * START BYTE被应答
                          * 模块仲裁失败
                          无论标志位什么时候被置位，发送缓冲器和接收缓冲器的内容都会被刷新 
  ACTIVITY   表明i2c模块正在活动，这个标志位将会一直保持直到用以下4种方式清除：
                          * 关闭i2c
                          * 读取IC_CLR_ACTIVITY寄存器
                          * 读取IC_CLR_INTR寄存器
                          * 系统重启
                          即使i2c模块是空闲的，这个标志仍然需要被置位直到被清除，因为这表明i2c总线上有数据正在传输
 
需要用到的：
 
  RD_REQ     当i2c模块作为从机时并且另外的主机试图从本模块读取数据时被置位  
  RX_DONE    当i2c模块作为从机发送数据时，如果主机没有应答则置位；这种情况发生在i2c模块发送最后一个字节数据时，表明传输结束
  STOP_DET   表明i2c总线上产生了STOP信号，无论模块作为主机还是从机
  START_DET  表明i2c总线上产生了START信号，无论模块作为主机还是从机

2、IIC从机中断收发函数

// 从机收发函数处理
void I2C1_EV_IRQHandler(void)
{
  __IO uint16_t SR1Register =0;
  __IO uint16_t SR2Register =0;


  SR1Register = I2C1->SR1;           // 通过读取 SR1/2 获取 IIC 状态
  SR2Register = I2C1->SR2;


  // 从机发送
  // 判断IIC是从机模式 - 最低位(MSL = 0)
  if((SR2Register & 0x0001) != 0x0001)
  {
    // ADDR：根据状态判断获取从机IIC地址成功
    if((SR1Register & 0x0002) == 0x0002)
    {
      // 清除标志，准备接收数据
      SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
 TrCount= 0;
    }


//TxE：根据状态标志可以发送数据
if((SR1Register & 0x0080) == 0x0080)
{
 SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
 I2C1->DR =TrCount ++;
}

//STOPF：监测停止标志
if((SR1Register & 0x0010) == 0x0010)
{
 I2C1->CR1 |= CR1_PE_Set;
      SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
 TrCount= 5;
}

//TIME_OUT
if((SR1Register & 0x4000) == 0x4000)
{
 I2C1->CR1 |= CR1_PE_Set;
 SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
}
  }  
  
  // IIC从机接收
  // 判断IIC是从机模式 - 最低位(MSL = 0)
  if((SR2Register &0x0001) != 0x0001)
  {
    // 收到主机发送的地址：(ADDR = 1: EV1) 
    if((SR1Register & 0x0002) == 0x0002)
    {
      // 清除标志，准备接受数据
      SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
      Rx_Idx = 0;
    }
    
    // 接收数据 (RXNE = 1: EV2)
    if((SR1Register & 0x0040) == 0x0040)
    {
      Buffer_Rx[Rx_Idx++] = I2C1->DR;
      SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
    }
    
    // 监测停止条件 (STOPF =1: EV4) 
    if(( SR1Register & 0x0010) == 0x0010)
    {
      I2C1->CR1 |= CR1_PE_Set;
      SR1Register = 0;
      SR2Register = 0;
      Flag_RcvOK = 1;                         
    }
  }
}

3、代码参考实例

//stm32f10x_it.c

#include "stm32f10x_it.h"
#include "stdio.h"

extern u32 BufferSize ;
extern u8 I2C1_ADDRESS ;
extern u8 I2C2_ADDRESS ;
extern vu8 I2C1_Buffer_Tx[];
extern vu8 I2C2_Buffer_Rx[];
vu32 Tx_Counter = 0;
vu32 Rx_Counter = 0;
vu32 show_counter1 = 0;
vu32 show_counter2 = 0;

// I2C1 作为主机，用于中断接收从机数据
void I2C1_EV_IRQHandler(void)
{
  show_counter1++;
  if(show_counter1 > 1000000)
  {
    show_counter1 = 0;
    printf("rn The I2C1 LastEvent is %x rn", I2C_GetLastEvent(I2C1));
  }
  switch(I2C_GetLastEvent(I2C1))
  {
    case I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT: // 已发送启始条件
    {
 // 七位地址发送
      I2C_Send7bitAddress(I2C1, I2C2_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
      printf("rn The I2C1 is ready rn");
      break;
    }
    case I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED: // 已发送从机地址
    {
      printf("rn The slave address is %x rn", I2C_ReceiveData(I2C1));
      break;
    }
    case (I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED | (I2C_FLAG_BTF & 0x0f)): // 第一个数据已接收
    {
      // 要接收最后一个字节前先关总线，不然总线锁死
      I2C_GenerateSTOP(I2C1,ENABLE);
      printf("rn The I2C1 has received data2 %x rn", I2C_ReceiveData(I2C1));
      printf("rn The I2C1 is finish rn");
      break;
    }
    case 0x40:
    {
      // 接收了两个同样的数据，没有这个释放不了 RXNE
      I2C_ReceiveData(I2C1);
    }
default: {break;}
  }
}


// I2C2 用于从机发送数据到主机
void I2C2_EV_IRQHandler(void)
{
  show_counter2++;
  if(show_counter2 > 100000)
  {
    show_counter2 = 0;
    printf("rn The I2C2 LastEvent is %x rn", I2C_GetLastEvent(I2C2));
  }
  switch(I2C_GetLastEvent(I2C2))
  {
    // 收到匹配的地址数据
    case I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED: 
    {
      printf("rn The I2C2 is ready rn");
      I2C_GenerateSTOP(I2C2, DISABLE);
      break;
    }
    case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTING: //发送数据
    {
      printf("rn The I2C2 transmits is transmitting rn");
      I2C_SendData(I2C2, 0xb6 + Rx_Counter); 
      break;

    }

   // 发送数据，要发送，不然锁死，不过 master 没收到

    case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED:
    {

      printf("rn The I2C2 transmits one byte rn");

     I2C_SendData(I2C2, 0xb6 + (Rx_Counter++));

      break;
    }
    case I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED: //收到结束条件
    {
      printf("rn The I2C2 is finish rn");
      I2C_ClearFlag(I2C2,I2C_FLAG_STOPF);
      I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
      break;
    }
    default: {break;}
  }
}

/*----------------------------------------------------------------------------------------------------
名称： I2C 测试 24C02 测试
编写： mingzhang.zhao
内容：测试 stm32f103vct6 的硬件 I2C 实现中断收发数据
注意事项：
1.USART1： PA9 为 TX， PA10 为 RX
I2C1： PB6 为 SCL， PB7 为 SDA
I2C2： PB10 为 SCL， PB11 为 SDA
----------------------------------------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#define PRINTF_ON 1
void RCC_Configuration(void);void GPIO_Configuration(void);
void USART_Configuration(void);
void I2C_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void Delay(__IO uint32_t t);
u8 I2C1_ADDRESS = 0x30; //7 位 I2C 地址
u8 I2C2_ADDRESS = 0x31;
#define Size 4
vu8 I2C1_Buffer_Tx[Size] = {1,2,3,4};
vu8 I2C2_Buffer_Rx[Size] = {0};
u32 BufferSize = Size ;

int main(void)
{
  RCC_Configuration();
  GPIO_Configuration();
  USART_Configuration();
  I2C_Configuration();
  NVIC_Configuration();
  I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE);
  while(1)
  {
    Delay(1000);
    I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE); //I2C1 循环读取数据
  }
}

// 初始化和配置相关
void I2C_Configuration(void)
{
  I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = I2C1_ADDRESS;
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 200000;I2C_Init(I2C1,&I2C_InitStructure);
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = I2C2_ADDRESS;
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 200000;
  I2C_Init(I2C2,&I2C_InitStructure);
  I2C_ITConfig(I2C1,I2C_IT_EVT|I2C_IT_BUF,ENABLE);
  I2C_ITConfig(I2C2,I2C_IT_EVT|I2C_IT_BUF,ENABLE);
  I2C_Cmd(I2C1,ENABLE);
  I2C_Cmd(I2C2,ENABLE);
}

void NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = I2C1_EV_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = I2C2_EV_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  //初始化 I2C1GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
  GPIO_Init(GPIOB , &GPIO_InitStructure);
  //初始化 I2C2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
  GPIO_Init(GPIOB , &GPIO_InitStructure);
  //初始化 USART1
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);
}

void RCC_Configuration(void)
{
  /* 定义枚举类型变量 HSEStartUpStatus */
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;
  /* 复位系统时钟设置*/
  RCC_DeInit();
  /* 开启 HSE*/
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
  /* 等待 HSE 起振并稳定*/
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
  /* 判断 HSE 起是否振成功，是则进入 if()内部 */
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
  /* 选择 HCLK（AHB）时钟源为 SYSCLK 1 分频 */
  RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
  /* 选择 PCLK2 时钟源为 HCLK（AHB） 1 分频 */
  RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
  /* 选择 PCLK1 时钟源为 HCLK（AHB） 2 分频 */RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
  /* 设置 FLASH 延时周期数为 2 */
  FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
  /* 使能 FLASH 预取缓存 */
  FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
  /* 选择锁相环（PLL）时钟源为 HSE 1 分频， 倍频数为 9，则 PLL 输出频率为 8MHz
  * 9 = 72MHz */
  RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
  /* 使能 PLL */
  RCC_PLLCmd(ENABLE);
  /* 等待 PLL 输出稳定 */
  while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
  /* 选择 SYSCLK 时钟源为 PLL */
  RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
  /* 等待 PLL 成为 SYSCLK 时钟源 */
  while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
  }
  /* 打开 APB2 总线上的 GPIOA 时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB
  2Periph_USART1, ENABLE);
  //RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1|RCC_APB1Periph_I2C2,ENABLE);
  //RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR|RCC_APB1Periph_BKP|RCC_APB1Pe
  riph_WWDG|RCC_APB1Periph_SPI2, ENABLE);
}


void USART_Configuration(void)
{
  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
  USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
  USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
  USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
  USART_ClockInit(USART1 , &USART_ClockInitStructure);
  USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
  USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
  USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
  USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
  USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =
  USART_HardwareFlowControl_None;
  USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
  USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
  USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}

void Delay(__IO uint32_t t)
{
  while(t--);
}
#if PRINTF_ON
int fputc(int ch,FILE *f)
{
  USART_SendData(USART1,(u8) ch);
  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC) == RESET);
  return ch;
}
#endif