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引用：
STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili
Keil5 MDK版 下载与安装教程（STM32单片机编程软件）_mdk528-CSDN博客
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STM32 MCU学习资源-CSDN博客
stm32学习笔记-作者: Vera工程师养成记
stem32江科大自学笔记-CSDN博客
术语：
| 英文缩写 | 描述 |
| GPIO：General Purpose Input Onuput | 通用输入输出 |
| AFIO：Alternate Function Input Output | 复用输入输出 |
| AO：Analog Output | 模拟输出 |
| DO：Digital Output | 数字输出 |
| 内部时钟源 CK_INT：Clock Internal | 内部时钟源 |
| 外部时钟源 ETR：External Trigger | 时钟源 External 触发 |
| 外部时钟源 ETR：External Trigger mode 1 | 外部时钟源 External 触发 时钟模式1 |
| 外部时钟源 ETR：External Trigger mode 2 | 外部时钟源 External 触发 时钟模式2 |
| 外部时钟源 ITRx：Internal Trigger inputs | 外部时钟源，ITRx （Internal trigger inputs）内部触发输入 |
| 外部时钟源 TIx：exTernal Input pin | 外部时钟源 TIx （external input pin）外部输入引脚 |
| CCR：Capture/Comapre Register | 捕获/比较寄存器 |
| OC：Output Compare | 输出比较 |
| IC：Input Capture | 输入捕获 |
| TI1FP1：TI1 Filter Polarity 1 | Extern Input 1 Filter Polarity 1，外部输入1滤波极性1 |
| TI1FP2：TI1 Filter Polarity 2 | Extern Input 1 Filter Polarity 2，外部输入1滤波极性2 |
| DMA：Direct Memory Access | 直接存储器存取 |
正文：
0. 概述
从 2024/06/12 定下计划开始学习下江协科技STM32课程，接下来将会按照哔站上江协科技STM32的教学视频来学习入门STM32 开发，本文是视频教程 P2 STM32简介一讲的笔记。
1.🚚I2C硬件库函数
stm32中I2C库函数介绍（stm32f10x_i2c.h）
下面这些是关于I2C的库函数，这里我会挑选最常见的以及本期要用到的来去进行详细讲解。
1.初始化
在学过前面这么多结构体初始化的函数，对于结构体的初始化我们已经再属性不过了，下面是I2C外设的结构体初始化的函数。
void I2C_DeInit(I2C_TypeDef* I2Cx);
void I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct);
void I2C_StructInit(I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct);一般情况我们都是自己去定义配置结构体再初始化的，下面我们看一个定义好结构体初始化的示例：
I2C_InitTypeDef I2C_initstruct;I2C_initstruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //选择模式，这里选定使用I2C模式I2C_initstruct.I2C_ClockSpeed = 100000; //选择时钟的频率，不得大于400kHzI2C_initstruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;//占空比选择，低电平:高电平，如果当前是标准速度的话，这个是没用的的，如果在快速时钟的时候，这个才会起作用I2C_initstruct.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //选择是否给应答I2C_initstruct.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;//stm32作为从机的时候的响应地址位数I2C_initstruct.I2C_OwnAddress1 = 0x01; //stm32作为从机的时候地址,我们这里是主机，所以这里随便设一个就行了I2C_Init(I2C2, &I2C_initstruct);2.使能操作
我们本期不需要用DMA到使能，所以这里就不过多讲解。
void I2C_Cmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);3.生成起始位和结束位标志
void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);
void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);手册解释如下：
4.发送I2C从机地址
下面这个函数其实就是前面学习软件I2C的“点名”操作，硬件也是一样的，同样都是需要进行点名指定的I2C从机来进行通讯。如果有多个从机，主机会执行下面这个函数后会给每一个从机发送Address的数据，然后从机接收到了后就对比自己的IP数据，如果一样的话那么就开始跟主机通讯，其他从机保持沉默。
void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction);
5.发送数据和接收数据
下面这个是发送数据：
void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data);下面可以看到把数据放入到数据寄存器DR的操作后，然后剩下就是进入到发送数据的流程。
下面这个是接受数据：
uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);我们可以看到这个函数的返回值是DR寄存器里面的数据。
6.发送应答位
下面这个函数是用来发送应答位的，当主机接收到了数据之后会向从机发送应答情况，如果应答位是ENABLE表示接收完成返回一个应答反之就是无应答返回 ，手册解释如下
void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);
7.状态检测
下面这个函数是用来检测每次操作一个步骤之后的状态的，比如发送了一个字节后的数据，然后就会进入一个EVx的状态，这里就需要去执行这个状态是否完成，然后再执行下一步，这是一种缓冲机制以保证数据收发的准确性。在上一期我们也是详细讲解过了这个过程了的。
ErrorStatus I2C_CheckEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT);下面是这个函数的相关参数：
2.🚚硬件I2C读取MPU6050
实验现象如下，其实跟前面软件I2C读取MPU6050现象是一样的，只是方法不同。（软件I2C读取MPU6050链接：stm32入门-----软件I2C读写MPU6050-CSDN博客）
1.电路连线图
查STM32F102T8C6引脚定义表，看到I2C1 PB6, PB7引脚已经给 OLED液晶显示屏使用，本节我们使用I2C2的PB10,PB11引脚。
2.主要工程文件
主要工程文件如下，这里我们就没有像软件那部分一样需要建立一个MyI2C的文件来去执行收发数据的底层，这里我们是使用硬件外设配置库函数来去实现I2C通讯的，底层是由硬件来自动执行的，所以就不需要MyI2C这个文件了。
其中MPU6050.c文件是用来配置I2C外设以及MPU6050相关模块的文件，MPU6050_reg.h文件是存放MPU6050相关寄存器数据的文件
MPU6050_reg.h文件数据如下：
#ifndef __MP6050_REG_H__
#define __MP6050_REG_H__#define MP6050_SMPLRT_DIV 0x19
#define MP6050_CONFIG 0x1A
#define MP6050_GYRO_CONFIG 0x1B
#define MP6050_ACCEL_CONFIG 0x1C#define MP6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define MP6050_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define MP6050_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define MP6050_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define MP6050_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define MP6050_ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define MP6050_TEMP_OUT_H 0x41
#define MP6050_TEMP_OUT_L 0x42
#define MP6050_GYRO_XOUT_H 0x43
#define MP6050_GYRO_XOUT_L 0x44
#define MP6050_GYRO_YOUT_H 0x45
#define MP6050_GYRO_YOUT_L 0x46
#define MP6050_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define MP6050_GYRO_ZOUT_L 0x48#define MP6050_PWM_MGMT_1 0x6B
#define MP6050_PWM_MGMT_2 0x6C
#define MP6050_WHO_AM_I 0x75
#endif
这里我们主要去讲解MPU6050.c这个文件里面的内容，这个是配置I2C外设的主要文件。
3.MPU6050.c代码剖析
（1）检测步骤超时操作
在进入到检测状态的函数的时候，难免会出现意外超时的情况，这里我们就需要去对这个bug进行处理，比如如果超时的情况就放弃这个字节读取或写入的操作。
//检测事件后的超时操作
void MPU6050_WaitEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT) {uint32_t time_out = 100000;while (I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT) != SUCCESS) {time_out--;if (!time_out) {break;} }
}（2）指定地址写
代码是对应下面这个序列图进行写的，序列图跟代码的步骤是一样的，我们这里使用的是7位。
void MP6050_WriteReg(uint8_t RegAddr, uint8_t data)
{//起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Transmitter);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//发送寄存器地址I2C_SendData(I2C2, RegAddr);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) != SUCCESS); //等待EV8事件//发送数据I2C_SendData(I2C2, data);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) != SUCCESS); //等待EV8事件//发送停止位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS); //等待EV8_2事件I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
}（3）指定地址读
uint8_t MP6050_ReadReg(uint8_t RegAddr)
{uint8_t data = 0;//起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Transmitter);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//发送寄存器地址//这里需要等待EV8_2事件等待数据传输完成，TRANSMITTED 而不是 TRANSMITTING 正在传输I2C_SendData(I2C2, RegAddr);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS); //等待EV8_2事件//重复起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Receiver);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//只接收一个字节必须在EV6事件之后清除ACK位和应答位I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE); //设置NACK非应答位I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE); //停止条件//接收数据while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED) != SUCCESS); //等待EV7事件data = I2C_ReceiveData(I2C2);//回复默认的ACK=1,方便连续接收I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);return data;
}（4）初始化配置
（5）获取MPU6050寄存器数据
4.主函数代码
这部分其实跟软件I2C读写MPU6050的是一样的。
MP6050.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "MP6050.h"
#include "MyI2C.h"
#include "Delay.h"
#include "MP6050_Reg.h"
#include "OLED.h"#define MP6050_I2CADDR (0x68 << 1)
#define MP6050_I2CRead_DIR 0x01
#define MP6050_I2CWrit_DIR 0x00void MP6050_Init(void)
{//使能RCC外设时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//配置GPIOGPIO_InitTypeDef gpioInitStructure;gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; //复用开漏输出模式gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11; //使用GPIOB_Pin10, Pin11gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &gpioInitStructure);//配置I2C外设I2C_InitTypeDef I2C_InitStruct;I2C_StructInit(&I2C_InitStruct);I2C_InitStruct.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //I2C工作方式I2C_InitStruct.I2C_ClockSpeed = 100*1000; //I2C时钟频率，不超过400KHzI2C_InitStruct.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_16_9; //I2C时钟占空比I2C_InitStruct.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //I2C应答I2C_InitStruct.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; //I2C从机7位模式I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1 = 0x01; //I2C从机模式使用，自身地址寄存器I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStruct);//使能I2C外设I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);MP6050_WriteReg(MP6050_PWM_MGMT_1, 0x01); //关闭MP6050睡眠模式,采样时钟选择内部GyroX轴时钟MP6050_WriteReg(MP6050_PWM_MGMT_2, 0x00); //MP6050 6轴都使能，不使用Wakeup模式MP6050_WriteReg(MP6050_SMPLRT_DIV, 0x09); //MP6050采样分频值10分频，实际采样频率=时钟频率/(分频值+1)MP6050_WriteReg(MP6050_CONFIG, 0x06); //MP6050不使用FSYNC，DLPF数字低通滤波器选择6最平滑滤波MP6050_WriteReg(MP6050_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺仪量程选择最大量程MP6050_WriteReg(MP6050_ACCEL_CONFIG, 0x18); //加速度计量程选择最大量程，不使用高通滤波MP6050_ReadReg(MP6050_WHO_AM_I);}void MP6050_WriteReg(uint8_t RegAddr, uint8_t data)
{//起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Transmitter);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//发送寄存器地址I2C_SendData(I2C2, RegAddr);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) != SUCCESS); //等待EV8事件//发送数据I2C_SendData(I2C2, data);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) != SUCCESS); //等待EV8事件//发送停止位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS); //等待EV8_2事件I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
}uint8_t MP6050_ReadReg(uint8_t RegAddr)
{uint8_t data = 0;//起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Transmitter);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//发送寄存器地址//这里需要等待EV8_2事件等待数据传输完成，TRANSMITTED 而不是 TRANSMITTING 正在传输I2C_SendData(I2C2, RegAddr);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS); //等待EV8_2事件//重复起始条件I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE); //产生Start起始位while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS); //等待EV5事件//发送I2C从机地址I2C_Send7bitAddress(I2C2, MP6050_I2CADDR, I2C_Direction_Receiver);while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED) != SUCCESS); //等待EV6事件//只接收一个字节必须在EV6事件之后清除ACK位和应答位I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE); //设置NACK非应答位I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE); //停止条件//接收数据while(I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED) != SUCCESS); //等待EV7事件data = I2C_ReceiveData(I2C2);//回复默认的ACK=1,方便连续接收I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);return data;
}void MP6050_GetData(struct MP6050_Data_ParaOut *MP6050ParaOut)
{uint8_t Data_H = 0;uint8_t Data_L = 0;Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_XOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_XOUT_L);MP6050ParaOut->AccelX = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050加速度计X轴Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_YOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_YOUT_L);MP6050ParaOut->AccelY = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050加速度计Y轴Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_ZOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_ACCEL_ZOUT_L);MP6050ParaOut->AccelZ = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050加速度计Z轴Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_XOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_XOUT_L);MP6050ParaOut->GyroX = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050角速度计X轴Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_YOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_YOUT_L);MP6050ParaOut->GyroY = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050角速度计X轴Data_H = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_ZOUT_H);Data_L = MP6050_ReadReg(MP6050_GYRO_ZOUT_L);MP6050ParaOut->GyroZ = (Data_H << 8) | Data_L; //MP6050角速度计X轴
}
Main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "oled.h"
#include "Countersensor.h"
#include "Encoder.h"
#include "Timer.h"
#include "AD.h"
#include "Delay.h"
#include "MyDMA.h"
#include "UART.h"
#include <stdio.h>
#include "Key.h"
#include "String.h"
#include "LED.h"
#include "MyI2C.h"
#include "MP6050.h"
#include "MP6050_Reg.h"#define MP6050_REG_ID 0x75
#define MP6050_REG_PWRMNG2 0x6B
#define MP6050_REG_SIMPDIV 0x19int main(int argc, char *argv[])
{uint8_t AckBit = 0;uint8_t MP6050Id;uint8_t RegVal = 0;struct MP6050_Data_ParaOut MP6050Data = {0};OLED_Init();MP6050_Init();while(1) {MP6050_GetData(&MP6050Data);OLED_ShowSignedNum(1, 1, MP6050Data.AccelX ,5);OLED_ShowSignedNum(1, 8, MP6050Data.AccelY ,5);OLED_ShowSignedNum(2, 1, MP6050Data.AccelZ ,5);OLED_ShowSignedNum(3, 1, MP6050Data.GyroX ,5);OLED_ShowSignedNum(3, 8, MP6050Data.GyroY ,5);OLED_ShowSignedNum(4, 1, MP6050Data.GyroZ ,5);Delay_ms(100);}return 1;
}实验结果：
使用淘宝购买的19块钱的24MHz 8通过逻辑分析仪抓取下硬件I2C读取时的通信时序。
可以看到硬件I2C的时序，SCLK时钟特别规整，SDA的变化也紧跟着SCK的下降沿。
3🚚实验问题记录和经验分享
本节硬件I2C实验遇到了一个问题，就是I2C_ReceiveData()读取出来的数据总是固定的值 '0xD'，反复排查才发现是因为在读取I2C DR接收寄存器之前没有等待EV7事件。如果不等待EV7事件就直接读取I2C DR寄存器，根据STM32的主接收时序此时DR寄存器的值还是上一次的值，I2C数据还没有开始接收，所以此时立即读I2C DR寄存器就总是读取到的上一次值。
正确的做法是，接收时先等待EV7事件确认I2C 已经接收到数据，再读取I2C DR寄存器，此时读取到的才是正确的接收数据。
