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1、初始化I2C
2、启动传输
3、发送数据流程
4、接收数据
5、Code
6、注意：
对于有嵌入式开发经历的人来说，I2C是使用场合较多的一种通讯方式，比如MPU6050、AT24C02、LRC9663等等都有I2C通讯接口。我们常用的都是用IO去模拟，然而I2C通讯的速度并不高，一般模拟CLK周期为6us左右，
如果发送一个字节给某个地址
1个起始位+8（地址）+1应答+寄存1 应答 +数据 8 器地址 8++1应答 +1结束= 29个CLK
29个CLK*6us= 174us
针对通常用的400kbps的传输速率 29个CLK * 2.5us = 72us
一般传输过程不允许被中断打断，所以会影响系统实时性。
以下内容是在STM32F411上实现的，和MPU9250已移植验证通过。搞了一天时间，稳定性还没怎么测，欢迎留言评论。
转入重点，I2C硬件中断实现过程如下
1、初始化I2C
初始化好相关GPIO,I2C,RCC,NVIC模块，
2、启动传输
准备好发送的器件地址，寄存器地址，数据
发送起始信号，开启中断，启动发送
I2C_ITConfig(i2cPort, I2C_IT_BUF, DISABLE);
I2C_ITConfig(i2cPort, I2C_IT_EVT, ENABLE);
i2cPort->CR1 = (I2C_CR1_START | I2C_CR1_PE);//
接下来就是中断的事了
3、发送数据流程
起始信号完成中断 I2C_SR1_SB
发送器件地址(不设置应答)
器件地址传输完成中断 I2C_SR1_ADDR
发送寄存器地址，使能发送完成中断I2C_IT_BUF
字节发送完成中断
发送数据
判断有无等待发送的数据，没有则关闭中断，发送停止位，发送结束
如果中途检测到应答失败，会进入异常中断I2C1_ER_IRQHandler
4、接收数据
触发起始信号完成中断 I2C_SR1_SB
发送器件地址(不设置应答)
器件地址传输完成中断 I2C_SR1_ADDR
发送寄存器地址，使能发送完成中断I2C_IT_BUF
字节发送完成中断
再次发送起始位
起始信号发送完中断
发送器件读地址，开启自动应答使能
器件地址传输完成中断
判断待发送的数据长度，如果为空，关闭应答使能
字节接受完成中断
继续读取数据，判断待读取目标数据长度，
如果只剩下一个字节，取消应答使能
如果为无待接收数据，关闭中断，发送停止位，接受结束。
5、Code
typedef enum
{
i2cWrite,
i2cRead
} I2cDirection;
typedef enum
{
I2C_STATUS_FREE = 0,
I2C_STATUS_START,
I2C_STATUS_ADDRESS,
I2C_STATUS_START_R,//读数据时第二次发送起始信号
I2C_STATUS_REDATA,
I2C_STATUS_FINSIH,//操作完成
I2C_STATUS_ERR,//错误
}I2C_STATUS;
typedef struct _I2cMessage
{
uint32_t Length;
uint32_t Index;
uint8_t slaveAddress;
I2cDirection direction;
I2C_STATUS status;
uint16_t regAddress;
uint8_t *buffer;
} I2cMessage;
static I2cMessage Message;
void i2cdrvInitBus()
{
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; // SCL
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // SDA
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_I2C1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_Pin_9Source, GPIO_AF_I2C1);
I2C_DeInit(I2C1);
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;;
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_ERR, ENABLE);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = I2C1_EV_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = I2C1_ER_IRQn;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8);
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9);
}
//读取数据
bool i2cdevRead(uint8_t devAddr, uint8_t ReadAddr, uint8_t DatasLen, uint8_t *DataRead)
{
int waitTime;
Message.status = I2C_STATUS_START;
Message.slaveAddress = devAddr;
Message.Index = 0;
Message.buffer = DataRead;
Message.Length = DatasLen;
Message.regAddress = ReadAddr;//寄存器地址
Message.direction = i2cRead;
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_BUF, DISABLE);
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT, ENABLE);
I2C1->CR1 = (I2C_CR1_START | I2C_CR1_PE);//1 触发起始中断
waitTime = clock();
while (1)//等待接收完成
{
if (Message.status == I2C_STATUS_FINSIH)
{
return true;
}
if (Message.status == I2C_STATUS_ERR)
{
return false;
}
if (clock() - waitTime > 10)
{
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, DISABLE);
return false;
}
}
}
//发送一个字节
bool i2cdevWriteByte(uint8_t devAddr, uint8_t WriteAddr, uint8_t DataToWrite)
{
int waitTime;
Message.status = I2C_STATUS_START;
Message.slaveAddress = devAddr;
Message.Index = 0;
Message.buffer = &DataToWrite;
Message.Length = 1;
Message.regAddress = WriteAddr;//寄存器地址
Message.direction = i2cWrite;
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_BUF, DISABLE);
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT, ENABLE);
I2C1->CR1 = (I2C_CR1_START | I2C_CR1_PE);//1 触发了起始中断
waitTime = clock();
while (1)//等待发送完成
{
if (Message.status == I2C_STATUS_FINSIH)
{
return true;
}
if (Message.status == I2C_STATUS_ERR)
{
return false;
}
if (clock() - waitTime > 10)
{
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, DISABLE);
return false;
}
}
}
void I2C1_ER_IRQHandler(void)
{
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF))
{
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, DISABLE);
I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);
Message.status = I2C_STATUS_ERR;
}
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BERR))
{
I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_BERR);
}
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_OVR))
{
I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_OVR);
}
if (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_ARLO))
{
I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_ARLO);
}
}
void I2C1_EV_IRQHandler()
{
uint16_t SR1;
uint16_t SR2;
SR1 = I2C1->SR1;
// Start bit event
if (SR1 & I2C_SR1_SB)
{
if (Message.status == I2C_STATUS_START)
{
I2C_Send7bitAddress(I2C1, Message.slaveAddress << 1, I2C_Direction_Transmitter);//2
Message.status = I2C_STATUS_ADDRESS;
}
else if (Message.status == I2C_STATUS_START_R)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);//5 转为读数据
I2C_Send7bitAddress(I2C1, Message.slaveAddress << 1, I2C_Direction_Receiver);
Message.status = I2C_STATUS_REDATA;
}
}
else if (SR1 & I2C_SR1_ADDR)//地址传输完成
{
SR2 = I2C1->SR2;
if (Message.status == I2C_STATUS_ADDRESS)//发送寄存器地址
{
I2C_SendData(I2C1, Message.regAddress);//4 发送地址
}
if (Message.Length == 1)//只接受一个字节
{
if (Message.status == I2C_STATUS_REDATA)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
}
}
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_BUF, ENABLE);
}
else if (SR1 & I2C_SR1_BTF)
{
//4 上次传输完成
if (SR1&I2C_SR1_TXE)//发送完成
{
if (Message.direction == i2cRead)//读数据
{
if (Message.status == I2C_STATUS_ADDRESS)//寄存器发送完
{
I2C1->CR1 = (I2C_CR1_START | I2C_CR1_PE);//
Message.status = I2C_STATUS_START_R;//启动读数据
}
}
else//写数据
{
I2C_SendData(I2C1, Message.buffer[Message.Index++]);
if (Message.Index == Message.Length)
{
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, DISABLE);//关闭中断
I2C1->CR1 = (I2C_CR1_STOP | I2C_CR1_PE);//后续测试是否添加
Message.status = I2C_STATUS_FINSIH;
}
}
}
}
if (SR1 & I2C_SR1_RXNE)
{
Message.buffer[Message.Index++] = I2C_ReceiveData(I2C1);
if (Message.Index == Message.Length - 1)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);//末尾数据禁止应答
}
if (Message.Index == Message.Length)
{
I2C1->CR1 = (I2C_CR1_STOP | I2C_CR1_PE);//后续测试是否添加
I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, DISABLE);//接受结束
Message.status = I2C_STATUS_FINSIH;
}
}
else if (SR1 & I2C_SR1_TXE)
{
}
}
6、注意：
在整个读写操作中，发送结束位时作为数据收发成功信号，但此时停止位还没有开始发送。所以如果连续进行读写操作时请一点间隔时间，适当加点延时 ，延时5us左右即可。防止上一个的结束位和下一个的起始位间隔果断造成数据错误。
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