江协科技STM32学习- P35 硬件I2C读写MPU6050

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🚀Projeet source code🚀   

💾工程代码放在了本人的Gitee仓库：iPickCan (iPickCan) - Gitee.com

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

STM32之Keil5 MDK的安装与下载_keil5下载程序到单片机stm32-CSDN博客

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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。

（3）指定地址读

（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。