I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由 Phiilps 公司开发的，由于它引脚少，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，所以被广泛使用。主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件．在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件．然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下．主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

2.工作原理

SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）都是双向I/O线，接口电路为开漏输出。需通过上拉电阻接电源VCC。当总线空闲时，两根线都是高电平，连接总线的外同器件都是CMOS器件，输出级也是开漏电路。在总线上消耗的电流很小，因此，总线上扩展的器件数量主要由电容负载来决定，因为每个器件的总线接口都有一定的等效电容。而线路中电容会影响总线传输速度。当电容过大时，有可能造成传输错误。所以，其负载能力为400pF，因此可以估算出总线允许长度和所接器件数量。

3.连接方式

常见的I2C通讯系统

4、软件I2C和硬件I2C

（1）软件I2C
一般是使用GPIO管脚，用软件控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。
（2）硬件I2C
对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的，因而效率要远高于软件模拟的I2C；一般也较为稳定，但是程序较为繁琐。硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置；而软件I2C是没有寄存器这个概念的。
（3）二者对比
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。对于硬件I2C用法比较复杂，软件I2C的流程更清楚一些。如果要详细了解I2C的协议，使用软件I2C可能更好的理解这个过程。在使用I2C过程，硬件I2C可能通信更加快，更加稳定。

二、ATH20温湿度传感器介绍

1.外观图

正面（有孔）：背面：

2.原理图

3.温湿度测量范围

温度范围为：测量范围为 -40 ℃ ~+ 85 ℃ 精度±0.3℃。

湿度范围为：测量范围为0% - 100% 精度为±2%RH。

4.通讯方式（I2C协议）

采用I2C的接口方式，i2c通讯方式：SCL --> 时钟线、SDI --> 数据线。

5.产品特性（根据官方参考资料）

SDA弓|脚用于传感器的数据输入和输出。当向传感器发送命令时，SDA在串行时钟SCL的.上升沿有效，且当SCL为高电平时，SDA必须保持稳定。
在SCL下降沿之后，SDA值可被改变。
注意事项：
SCL、 SDA的.上拉电压必须由VDD供电，供电电压范围为2.2~5 5V。
VDD和GND之间需加容值为10uF去耦电容。
参数表如图：

6.优点

高精度，完全校准
极高的可靠性与卓越的长期稳定性（较上一代aht10有极大的提升）
抗干扰能力强
性价比极高
适用于恶劣的环境条件

三、ATH20实现温湿度收集输出

1.将代码添加到项目

代码链接：AHT20温度采集_还有头发，不能停。的博客-CSDN博客

2.在bsp_i2c.c中添加函数read_AHT20_once（ATH20使用过程）

3.在bsp_i2c.c中添加函数read_AHT20（ATH20读温湿度函数)

4.main函数

5.编译并生成hex文件

6.烧录

7.调试运行

四、心得总结

经过此次实验，我学到了ATH20温湿度传感器的基本原理，同时也能将串口调试运用更加自如，对于ATH20温湿度传感器，要注意正反面不能弄错，否则会直接导致器件的无法使用。另外，ATH20的工作电压一般都是5v，不能更低，不然就无法检测温湿度，均显示为零。我很直观的感受到了ATH20温湿度传感器可以很敏感地感受到温湿度的变化，这也是它的一大优点，相信也可以运用在更多的领域。总之，嵌入式系统的学习还是非常有趣的，也让自己的动手能力有了较大提升。

五、参考博客

基于I2C协议实现温湿度采集_卢西安的博客-CSDN博客

stm32通过I2C接口实现温湿度（AHT20）的采集_HarrietLH的博客-CSDN博客

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