2021年10月22日 | stm32专题十六：IIC（三）stm32 IIC 固件库函数分析

因为I2C通讯非常重要，因此要详细的分析每一个库函数

IIC初始化结构体

/** 

  * @brief  I2C Init structure definition  

  */

typedef struct

{

  // 指定时钟频率，这个值不能超过400kHz

  uint32_t I2C_ClockSpeed;          /*!< Specifies the clock frequency.

                                         This parameter must be set to a value lower than 400kHz */

  // IIC模式：可以有3种选择：I2C_Mode_I2C  I2C_Mode_SMBusDevice  I2C_Mode_SMBusHost

  uint16_t I2C_Mode;                /*!< Specifies the I2C mode.

                                         This parameter can be a value of @ref I2C_mode */

  // 占空比 I2C_DutyCycle_2  I2C_DutyCycle_16_9

  uint16_t I2C_DutyCycle;           /*!< Specifies the I2C fast mode duty cycle.

                                         This parameter can be a value of @ref I2C_duty_cycle_in_fast_mode */

  // 自身地址，这个可以任意给一个与其他IIC从机设备不同的地址，如0X0A

  uint16_t I2C_OwnAddress1;         /*!< Specifies the first device own address.

                                         This parameter can be a 7-bit or 10-bit address. */

  // 应答Ack使能 I2C_Ack_Enable  I2C_Ack_Disable

  uint16_t I2C_Ack;                 /*!< Enables or disables the acknowledgement.

                                         This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledgement */

  // IIC应答地址，一般7位  I2C_AcknowledgedAddress_7bit  I2C_AcknowledgedAddress_10bit

  uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< Specifies if 7-bit or 10-bit address is acknowledged.

                                         This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledged_address */

}I2C_InitTypeDef;

IIC初始化函数，这里有一些值得注意的地方：

1 IIC模块时钟频率

2 分频系数

/**

  * @brief  Initializes the I2Cx peripheral according to the specified 

  *   parameters in the I2C_InitStruct.

  * @param  I2Cx: where x can be 1 or 2 to select the I2C peripheral.

  * @param  I2C_InitStruct: pointer to a I2C_InitTypeDef structure that

  *   contains the configuration information for the specified I2C peripheral.

  * @retval None

  */

void I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct)

{

  uint16_t tmpreg = 0, freqrange = 0;

  uint16_t result = 0x04;

  uint32_t pclk1 = 8000000;  // 只是初始化时给的值，没有意义，给0也可以

  RCC_ClocksTypeDef  rcc_clocks;

/*---------------------------- I2Cx CR2 Configuration ------------------------*/

  // 配置IIC模块输入时钟频率，标准模式至少为2MHz，快速模式至少为4MHz，最大为36MHz

  /* Get the I2Cx CR2 value */

  // 先暂存CR2，只处理FREQ[5:0]位，其他位不变

  tmpreg = I2Cx->CR2;

  /* Clear frequency FREQ[5:0] bits */

  // 清除FREQ[5:0]位

  tmpreg &= CR2_FREQ_Reset;

  /* Get pclk1 frequency value */

  RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks);

  // 获得APB1总线的时钟频率（36MHz）

  pclk1 = rcc_clocks.PCLK1_Frequency;

  /* Set frequency bits depending on pclk1 value */

  // 计算FREQ[5:0]位写入值（36，已经是最大值）

  freqrange = (uint16_t)(pclk1 / 1000000);

  tmpreg |= freqrange;

  /* Write to I2Cx CR2 */

  // 写入到CR2寄存器

  I2Cx->CR2 = tmpreg;

/*---------------------------- I2Cx CCR Configuration ------------------------*/

  // 配置CCR寄存器（设置标准/快速模式、占空比、时钟控制分频系数等）

  /* Disable the selected I2C peripheral to configure TRISE */

  I2Cx->CR1 &= CR1_PE_Reset;

  /* Reset tmpreg value */

  /* Clear F/S, DUTY and CCR[11:0] bits */

  tmpreg = 0;

  /* Configure speed in standard mode */

  // I2C_ClockSpeed <= 100k时，配置为标准模式

  if (I2C_InitStruct->I2C_ClockSpeed <= 100000)

  {

    /* Standard mode speed calculate */

    // APB1总线时钟/2/I2C_ClockSpeed = 分频系数

    result = (uint16_t)(pclk1 / (I2C_InitStruct->I2C_ClockSpeed << 1));

    // 允许设定的最小值为0x04，在快速DUTY模式下允许的最小值为0x01；

    /* Test if CCR value is under 0x4*/

    if (result < 0x04)

    {

      /* Set minimum allowed value */

      result = 0x04;  

    }

    /* Set speed value for standard mode */

    tmpreg |= result;  

    /* Set Maximum Rise Time for standard mode */

    I2Cx->TRISE = freqrange + 1; 

  }

  /* Configure speed in fast mode */

  // 快速模式下，分频系数的计算

  else /*(I2C_InitStruct->I2C_ClockSpeed <= 400000)*/

  {

    if (I2C_InitStruct->I2C_DutyCycle == I2C_DutyCycle_2)

    {

      /* Fast mode speed calculate: Tlow/Thigh = 2 */

      result = (uint16_t)(pclk1 / (I2C_InitStruct->I2C_ClockSpeed * 3));

    }

    else /*I2C_InitStruct->I2C_DutyCycle == I2C_DutyCycle_16_9*/

    {

      /* Fast mode speed calculate: Tlow/Thigh = 16/9 */

      result = (uint16_t)(pclk1 / (I2C_InitStruct->I2C_ClockSpeed * 25));

      /* Set DUTY bit */

      result |= I2C_DutyCycle_16_9;

    }

    /* Test if CCR value is under 0x1*/

    if ((result & CCR_CCR_Set) == 0)

    {

      /* Set minimum allowed value */

      result |= (uint16_t)0x0001;  

    }

    /* Set speed value and set F/S bit for fast mode */

    tmpreg |= (uint16_t)(result | CCR_FS_Set);

    /* Set Maximum Rise Time for fast mode */

    I2Cx->TRISE = (uint16_t)(((freqrange * (uint16_t)300) / (uint16_t)1000) + (uint16_t)1);  

  }

  /* Write to I2Cx CCR */

  // 写入到CCR寄存器，并使能IIC

  I2Cx->CCR = tmpreg;

  /* Enable the selected I2C peripheral */

  I2Cx->CR1 |= CR1_PE_Set;

/*---------------------------- I2Cx CR1 Configuration ------------------------*/

  // 配置IIC模式、应答

  /* Get the I2Cx CR1 value */

  tmpreg = I2Cx->CR1;

  /* Clear ACK, SMBTYPE and  SMBUS bits */

  tmpreg &= CR1_CLEAR_Mask;

  /* Configure I2Cx: mode and acknowledgement */

  /* Set SMBTYPE and SMBUS bits according to I2C_Mode value */

  /* Set ACK bit according to I2C_Ack value */

  tmpreg |= (uint16_t)((uint32_t)I2C_InitStruct->I2C_Mode | I2C_InitStruct->I2C_Ack);

  /* Write to I2Cx CR1 */

  I2Cx->CR1 = tmpreg;

/*---------------------------- I2Cx OAR1 Configuration -----------------------*/

  // 配置IIC应答地址位数

  /* Set I2Cx Own Address1 and acknowledged address */

  I2Cx->OAR1 = (I2C_InitStruct->I2C_AcknowledgedAddress | I2C_InitStruct->I2C_OwnAddress1);

}

在上一节中提到，IIC发送/接收过程会产生相应的事件，我们通过检测事件来判断当前运行的状态，以下是检测函数

ErrorStatus I2C_CheckEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT);

/**

  * @brief  Checks whether the last I2Cx Event is equal to the one passed

  *   as parameter.

  * @param  I2Cx: where x can be 1 or 2 to select the I2C peripheral.

  * @param  I2C_EVENT: specifies the event to be checked. 

  *   This parameter can be one of the following values:

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED           : EV1

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED              : EV1

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_SECONDADDRESS_MATCHED     : EV1

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_SECONDADDRESS_MATCHED        : EV1

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_GENERALCALLADDRESS_MATCHED            : EV1

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED                         : EV2

  *     @arg (I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED | I2C_FLAG_DUALF)      : EV2

  *     @arg (I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED | I2C_FLAG_GENCALL)    : EV2

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED                      : EV3

  *     @arg (I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED | I2C_FLAG_DUALF)   : EV3

  *     @arg (I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED | I2C_FLAG_GENCALL) : EV3

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_ACK_FAILURE                           : EV3_2

  *     @arg I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED                         : EV4

  *     @arg I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT                          : EV5

  *     @arg I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED            : EV6     

  *     @arg I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED               : EV6

  *     @arg I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED                        : EV7