STM32F103硬件I2C

I2C通信协议是比较常见且常用的一种串行同步半双工通信协议；在单片机开发中，很多独立的功能模块采用I2C通信协议，其通信原理及过程这里就不过多的介绍。

在学习I2C的过程中，通常都会根据其时序图，编写代码通过软件方式控制管脚状态，结合延时函数（精准延时）来模拟 IIC 通信波形，并以此编写收发/接收数据的函数接口，软件I2C函数很网上的资源很多，就不再写了。

很多时候由于模拟I2C以及足够满足通信需求而且比较灵活，所以硬件I2C被很多人忽略。但硬件 IIC 的效率要高于软件模拟的，模拟 IIC 是通过 GPIO，软件模拟寄存器的工作方式，而硬件 IIC 是直接调用内部寄存器进行配置，所以采用芯片自带的硬件IIC 通信接口的读写速度较模拟的会快一些。

对于部分初学且不会使用硬件IIC的小伙伴，这里以正点原子的STM32F103ZET6精英板为例，初始化一个硬件I2C接口用于OLED的通信供大家参考学习。

初始化I2C代码

void I2C_Configuration(void)
{I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure;GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);  //使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);/*STM32F103ZET6芯片的硬件I2C: PB6 -- SCL; PB7 -- SDA */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);I2C_DeInit(I2C1);//使用I2C1I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;//主机的I2C地址,用不到则随便写，无影响I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;//400K，更具自己所用芯片手册查看支持的速度。I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);}

硬件I2C的读写函数

void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data)
{while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//开启I2C1while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));/*EV5,主模式*/I2C_Send7bitAddress(I2C1, OLED_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//器件地址 -- 默认0x78while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));I2C_SendData(I2C1, addr);//寄存器地址while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));I2C_SendData(I2C1, data);//发送数据while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);//关闭I2C1总线
}void WriteCmd(unsigned char I2C_Command)//写命令
{I2C_WriteByte(0x00, I2C_Command);
}void WriteDat(unsigned char I2C_Data)//写数据
{I2C_WriteByte(0x40, I2C_Data);
}

之后的用法和模拟I2C相同，OLED（SSD1306驱动芯片）初始化及部分控制函数：

void OLED_Init(void)
{delay_ms(100); //这里的延时很重要WriteCmd(0xAE); //display offWriteCmd(0x20);  //Set Memory Addressing Mode    WriteCmd(0x10); //00,Horizontal Addressing Mode;01,Vertical Addressing Mode;10,Page Addressing Mode (RESET);11,InvalidWriteCmd(0xb0);   //Set Page Start Address for Page Addressing Mode,0-7WriteCmd(0xc8);    //Set COM Output Scan DirectionWriteCmd(0x00); //---set low column addressWriteCmd(0x10); //---set high column addressWriteCmd(0x40); //--set start line addressWriteCmd(0x81); //--set contrast control registerWriteCmd(0xff); //亮度调节 0x00~0xffWriteCmd(0xa1); //--set segment re-map 0 to 127WriteCmd(0xa6); //--set normal displayWriteCmd(0xa8); //--set multiplex ratio(1 to 64)WriteCmd(0x3F); //WriteCmd(0xa4); //0xa4,Output follows RAM content;0xa5,Output ignores RAM contentWriteCmd(0xd3); //-set display offsetWriteCmd(0x00); //-not offsetWriteCmd(0xd5); //--set display clock divide ratio/oscillator frequencyWriteCmd(0xf0); //--set divide ratioWriteCmd(0xd9); //--set pre-charge periodWriteCmd(0x22); //WriteCmd(0xda); //--set com pins hardware configurationWriteCmd(0x12);WriteCmd(0xdb); //--set vcomhWriteCmd(0x20); //0x20,0.77xVccWriteCmd(0x8d); //--set DC-DC enableWriteCmd(0x14); //WriteCmd(0xaf); //--turn on oled panel
}void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y) //设置起始点坐标
{ WriteCmd(0xb0+y);WriteCmd(((x&0xf0)>>4)|0x10);WriteCmd((x&0x0f)|0x01);
}void OLED_Fill(unsigned char fill_Data)//全屏填充
{unsigned char m,n;for(m=0;m<8;m++){WriteCmd(0xb0+m);        //page0-page1WriteCmd(0x00);        //low column start addressWriteCmd(0x10);       //high column start addressfor(n=0;n<128;n++){WriteDat(fill_Data);}}
}void OLED_CLS(void)//清屏
{OLED_Fill(0x00);
}void OLED_ON(void)
{WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵WriteCmd(0X14);  //开启电荷泵WriteCmd(0XAF);  //OLED唤醒
}void OLED_OFF(void)
{WriteCmd(0X8D);  //设置电荷泵WriteCmd(0X10);  //关闭电荷泵WriteCmd(0XAE);  //OLED休眠
}

在接线时连接对应的硬件I2C引脚即可，不同类型芯片的I2C时钟线、IO口以及初始化方式会有所差别。

以下补充STM32F407ZET6的硬件I2C初始化代码：

void I2C_Configuration(void)
{I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure;GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);/*STM32F407ZET6芯片的硬件I2C*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;//GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//禁止上下拉GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_I2C1);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_I2C1);I2C_DeInit(I2C1);//使用I2C1I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30;//主机的I2C地址I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;//400KI2C_Cmd(I2C1, ENABLE);I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
}

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