赞
踩
I2C通讯协议(Inter-Integrated Circuit)引脚少,硬件实现简单,可扩展性强,不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备,现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。
实现I2C需要两根信号线完成信息交换,SCL时钟信号线,SDA数据输入/输出线。它属于同步通信,由于输入输出数据均使用一根线,因此通信方向为半双工。
I2C最少只需要两根线,和异步串口类似,但可以支持多个slave设备。一个I2C理论上最多可挂载127个设备,但除去保留地址,最多可挂载112个设备。
和SPI不同的是,I2C可以支持multi-master系统,允许有多个master并且每个master都可以与所有的slaves通信(master之间不可通过I2C通信,并且每个master只能轮流使用I2C总线)。
I2C的数据传输速率位于串口和SPI之间,大部分I2C设备支持100KHz和400KHz模式。
使用I2C传输数据会有一些额外消耗:每发送8bits数据,就需要额外1bit的元数据(ACK或NACK)。
I2C支持双向数据交换,由于仅有一根数据线,故通信是半双工的。硬件复杂度也位于串口和SPI之间,而软件实现可以相当简单。
起始条件S:当SCL高电平时,SDA由高电平向低电平转换;
停止条件P:当SCL高电平时,SDA由低电平向高电平转换。
帧地址:I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址,主机发起通讯时,通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。I2C协议规定设备地址可以是7位或10位,实际中7位的地址应用比较广泛。
I2C使用SDA信号线来传输数据,使用SCL信号线进行数据同步。SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时,SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效,即此时的SDA为高电平时表示数据“1”,为低电平时表示数据“0”。当SCL为低电平时,SDA的数据无效,一般在这个时候SDA进行电平切换,为下一次表示数据做好准备。
I2C的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。
作为数据接收端时,当设备(无论主从机)接收到I2C传输的一个字节数据或地址后,若希望对方继续发送数据,则需要向对方发送“应答(ACK)”信号,发送方会继续发送下一个数据;若接收端希望结束数据传输,则向对方发送“非应答(NACK)”信号,发送方接收到该信号后会产生一个停止信号,结束信号传输。
想要控制STM32产生I2C方式的通讯,可以采用软件模拟或硬件I2C这两种方式。
所谓软件模拟I2C,即直接使用CPU内核按照I2C协议的要求控制GPIO输出高低电平。如控制产生I2C的起始信号时, 先控制作为SCL线的GPIO引脚输出高电平, 然后控制作为SDA线的GPIO引脚在此期间完成由高电平至低电平的切换,最后再控制SCL线切换为低电平,这样就输出了一个标准的I2C起始信号。
而硬件I2C是指直接利用STM32芯片中的硬件I2C外设,该硬件I2C外设跟USART串口外设类似,只要配置好对应的寄存器, 外设就会产生标准串口协议的时序。使用它的I2C外设则可以方便地通过外设寄存器产生I2C协议方式的通讯,如初始化好I2C外设后, 只需要把某寄存器位置1,那么外设就会控制对应的SCL及SDA线自动产生I2C起始信号,而不需要内核直接控制引脚的电平。
相对来说,硬件I2C直接使用外设来控制引脚,可以减轻CPU的负担。不过使用硬件I2C时必须使用某些固定的引脚作为SCL和SDA, 软件模拟I2C则可以使用任意GPIO引脚,相对比较灵活。在本开发板中,由于STM32RCT6芯片引脚较少,资源比较紧张, 在设计硬件时不方便使用硬件I2C指定的引脚连接外部设备(EEPROM存储器芯片),所以在控制程序上只能使用软件模拟I2C的方式。
细节参数 | |
---|---|
供电电压 | DC:2.2-5.5V |
测量范围(温度) | -40~+80℃ |
测量范围(湿度) | 0~100%RH |
温度精度 | ±0.5℃ |
湿度精度 | ±3%RH(25℃) |
分辨率 | 温度:0.01℃ 湿度:0.024%RH |
重复性(温度) | ±0.1℃/年 |
重复性(湿度) | ±0.1%RH/年 |
输出信号 | I2C信号 |
官网地址:AHT20温湿度传感器模块
官网例程:例程地址<
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。