㈠ IIC(I2C)总线上的设备其地址如何定义
IIC总线
一般串行数据通讯都有时钟和数据之分,有异步和同步之别.
有单线,双线和三线等.
I2C肯定是2线的(不算地线).
I2C协议确实很科学,比3/4线的SPI要好,当然线多通讯速率相对就快了.
I2C的原则是:
在SCL=1(高电平)时,SDA千万别忽悠!!!
否则,SDA下跳则"判罚"为"起始信号S",SDA上跳则"判罚"为"停止信号P".
在SCL=0(低电平)时,SDA随便忽悠!!!(可别忽悠过火到SCL跳高)
每个字节后应该由对方回送一个应答信号ACK做为对方在线的标志.
非应答信号一般在所有字节的最后一个字节后.一般要由双方协议签定.
SCL必须由主机发送,否则天下大乱.
首字节是"片选信号",即7位从机地址加1位方向(读写)控制.
从机收到(听到)自己的地址才能发送应答信号(必须应答!!!)表示自己在线.
其他地址的从机不允许忽悠!!!(当然群呼可以忽悠但只能听不许说话)
读写是站在主机的立场上定义的.
"读"是主机接收从机数据,"写"是主机发送数据给从机.
重复位主要用于主机从发送模式到接收模式的转换"信号",由于只有2线,
所以收发转换肯定要比SPI复杂,因为SPI可用不同的边沿来收发数据,而I2C不行.
在硬件I2C模块,特别是MCU/ARM/DSP等每个阶段都会得到一个准确的状态码,
根据这个状态码可以很容易知道现在在什么状态和什么出错信息.
7位I2C总线可以挂接127个不同地址的I2C设备,0号"设备"作为群呼地址.
10位I2C总线可以挂接更多的10位I2C设备.
总之,只要掌握I2C的忽悠记,一般很容易掌控... 第一个字节(为slave address)由7位地址和一位R/W读写位组成的，这字节是个器件地址。
首先，你要知道：常用IIC接口通用器件的器件地址是由种类型号，及寻址码组成的，共7位。
如格式如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1-器件类型由：D7-D4 共4位决定的。这是由半导公司生产时就已固定此类型的了，也就是说这4位已是固定的。
2-用户自定义地址码：D3-D1共3位。这是由用户自己设置的，通常的作法如EEPROM这些器件是由外部IC的3个引脚所组合电平决定的（用常用的名字如A0,A1,A2）。这也就是寻址码。
所以为什么同一IIC总线上同一型号的IC只能最多共挂8片同种类芯片的原因了。
3-最低一位就是R/W位。这位不用我多说了。
在现代电子系统中，有为数众多的IC需要进行相互之间以及与外界的通信。为了提供硬件的效率和简化电路的设计，PHILIPS开发了一种用于内部IC控制的简单的双向两线串行总线I2C。I2C总线支持任何一种IC制造工艺，并且PHILIPS和其他厂商提供了种类非常丰富的I2C兼容芯片。作为一个专利的控制总线，I2C已经成为世界性的工业标准。
每个器件都有一个唯一的地址，而且可以是单接收的器件（例如：LCD驱动器）或者可以接收也可以发送的器件（例如：存储器）。发送器或接收器可以在主模式或从模式下操作，这取决于芯片是否必须启动数据的传输还是仅仅被寻址。I2C是一个多主总线，即它可以由多个连接的器件控制。
基本的I2C总线规范于20年前发布，其数据传输速率最高为100Kbits/s，采用7位寻址。但是由于数据传输速率和应用功能的迅速增加，I2C总线也增强为快速模式（400Kbits/s）和10位寻址以满足更高速度和更大寻址空间的需求。
I2C总线始终和先进技术保持同步，但仍然保持其向下兼容性。并且最近还增加了高速模式，其速度可达3.4Mbits/s。它使得I2C总线能够支持现有以及将来的高速串行传输应用，例如EEPROM和Flash存储器。 在现代电子系统中，有为数众多的IC需要进行相互之间以及与外界的通信。为了提供硬件的效率和简化电路的设计，PHILIPS开发了一种用于内部IC控制的简单的双向两线串行总线I2C。I2C总线支持任何一种IC制造工艺，并且PHILIPS和其他厂商提供了种类非常丰富的I2C兼容芯片。作为一个专利的控制总线，I2C已经成为世界性的工业标准。
每个器件都有一个唯一的地址，而且可以是单接收的器件（例如：LCD驱动器）或者可以接收也可以发送的器件（例如：存储器）。发送器或接收器可以在主模式或从模式下操作，这取决于芯片是否必须启动数据的传输还是仅仅被寻址。I2C是一个多主总线，即它可以由多个连接的器件控制。
基本的I2C总线规范于20年前发布，其数据传输速率最高为100Kbits/s，采用7位寻址。但是由于数据传输速率和应用功能的迅速增加，I2C总线也增强为快速模式（400Kbits/s）和10位寻址以满足更高速度和更大寻址空间的需求。
I2C总线始终和先进技术保持同步，但仍然保持其向下兼容性。并且最近还增加了高速模式，其速度可达3.4Mbits/s。它使得I2C总线能够支持现有以及将来的高速串行传输应用，例如EEPROM和Flash存储器。
㈡ i2c总线可以连接几个设备
IIC协议规定，在启动总线后第1字节的高7位是从节点的寻址地址，第8位为方向位。所以在单字节寻址中最多128个从设备。但又不能是同一类设备，因为在地址还要区分设备类型。
㈢ i2c总线上最多可以挂多少个从器件
有IIC地址决定，8位地址，减去1位广播地址，是7位地址，2^7=128，但是地址0x00不用，那就是127个地址， 所以理论上可以挂127个从器件。
I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。I2C 总线支持任何IC 生产过程(CMOS、双极性）。通过串行数据（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器——MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。LCD 驱动器只能作为接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机（见表1）。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。
㈣ STM32CubeMX学习笔记（9）——I2C接口使用(读写EEPROM AT24C02)
一、I2C简介I2C（Inter-Integrated Circuit ,内部集成电路) 总线是一种由飞利浦 Philip 公司开发的串行总线。是两条串行的总线，它由一根数据线（SDA）和一根 时钟线（SDL）组成。I2C 总线上可以接多个 I2C 设备，每个器件都有一个唯一的地址识别。同一时间只能有一个主设备，其他为从设备。通常 MCU 作为主设备控制，外设作为从设备。
STM32 的 I2C 外设可用作通讯的主机及从机，支持 100Kbit/s 和 400Kbit/s 的速率，支持 7 位、10 位设备地址，支持 DMA 数据传输，并具有数据校验功能。它的 I2C 外设还支持 SMBus2.0 协议，SMBus 协议与 I2C 类似，主要应用于笔记本电脑的电池管理中。
二、引脚分布STM32 芯片有多个 I2C 外设，它们的 I2C 通讯信号引出到不同的 GPIO 引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚。PB8 PB9 为重映射。
三、EEPROM芯片开发板中的 EEPROM 芯片型号：AT24C02。AT24C 系列为美国 ATMEL 公司推出的串行 COMS 型 EEPROM。芯片型号后两位表示芯片容量，例如 ATC24C02 为 2K。引脚图中 A0、A1、A2 为器件地址引脚，GND为地，VCC为正电源，WP为写保护，SCL为串行时钟线，SDA为串行数据线。
EEPROM 芯片中 WP 引脚具有写保护功能，当该引脚电平为高时，禁止写入数据，当引脚为低电平时，可写入数据，我们直接接地，不使用写保护功能。AT24Cxx 设备地址为如下，前四位固定为 1010，A2~A0为由管脚电平决定。AT24Cxx EEPROM Board模块中默认为接地。A2~A0 为 000，最后一位 R/W 表示读写操作。所以由于 I2C 通讯时常常是地址跟读写方向连在一起构成一个 8 位数，且当 R/W 位为 0 时，表示写方向，所以加上 7 位地址，其值为 0xA0，常称该值为 I2C 设备的“写地址”；当 R/W 位为 1 时，表示读方向，加上 7 位地址，其值为 0xA1，常称该值为“读地址”。
四、新建工程1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”
2. 选择 MCU 和封装
3. 配置时钟 RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz 修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置
4. 配置调试模式 非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器 SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire
五、I2C15.1 参数配置在 Connectivity 中选择 I2C1 设置，并选择 I2C 内部集成电路I2C 为默认设置不作修改。只需注意一下，I2C 为标准模式，I2C 传输速率 (I2C Clock Speed) 为 100KHz。
5.2 生成代码输入项目名和项目路径选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件 不勾：所有初始化代码都生成在 main.c 勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。 如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。点击 GENERATE CODE 生成代码
5.3 添加全局变量在 main.c 头部添加写地址 0xA0，读地址 0xA1，写缓存区 WriteBuffer，读缓存区 ReadBuffer。
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/I2C_HandleTypeDef hi2c1;UART_HandleTypeDef huart1;/* USER CODE BEGIN PV */#define ADDR_24LCxx_Write 0xA0#define ADDR_24LCxx_Read 0xA1#define BufferSize 256uint8_t WriteBuffer[BufferSize] = {0};uint8_t ReadBuffer[BufferSize] = {0};/* USER CODE END PV */5.4 添加写入和读取函数/*** @briefThe application entry point.* @retval int*/int main(void){/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_USART1_UART_Init();MX_I2C1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf(" ***************I2C Example******************************* ");uint32_t i;uint8_t j;for(i = 0; i < 256; i++){WriteBuffer[i] = i;/* WriteBuffer init */printf("0x%02X ", WriteBuffer[i]);if(i % 16 == 15){printf(" ");}}/* wrinte date to EEPROM */for (j = 0; j < 32; j++){if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, 8*j, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, WriteBuffer+8*j, 8, 100) == HAL_OK){printf(" EEPROM 24C02 Write Test OK ");}else{printf(" EEPROM 24C02 Write Test False ");}} /* read date from EEPROM */HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, ReadBuffer, BufferSize, 1000);for(i = 0; i < 256; i++){printf("0x%02X",ReadBuffer[i]);if(i%16 == 15){printf(" ");}}if(memcmp(WriteBuffer,ReadBuffer,BufferSize) == 0 ) /* check date */{printf(" EEPROM 24C02 Read Test OK ");}else{printf(" EEPROM 24C02 Read Test False ");}/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */}程序中先初始化写数据缓存。然后调用 HAL_I2C_Mem_Write() 函数将数据写入 EEPROM 中。根据函数返回值判断写操作是否正确。在 I2C 中可以找到内存写函数说明。
第一个参数为 I2C 操作句柄。
第二个参数为 EEPROM 的写操作设备地址。
第三个参数为内存地址。
第四个参数为内存地址长度，EEPROM 内存长度为 8bit。
第五个参数为数据缓存的起始地址。
第六个参数为传输数据的大小。AT24C02 型号的芯片页写入时序最多可以一次 发送 8 个数据(即 n = 8 )，该值也称为页大小，某些型号的芯片每个页写入时序最多可传输 16 个数据。
第七个参数为操作超时时间。
/*** @briefWrite an amount of data in blocking mode to a specific memory address* @paramhi2c Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains*the configuration information for the specified I2C.* @paramDevAddress Target device address: The device 7 bits address value* in datasheet must be shifted to the left before calling the interface* @paramMemAddress Internal memory address* @paramMemAddSize Size of internal memory address* @parampData Pointer to data buffer* @paramSize Amount of data to be sent* @paramTimeout Timeout ration* @retval HAL status*/HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize,uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)调用 HAL_I2C_Mem_Read() 函数读取 EEPROM 中刚才写入的数据。HAL_I2C_Mem_Read() 函数描述如下。
第一个参数为 I2C 操作句柄。
第二个参数为 EEPROM 的读操作设备地址。
第三个参数为内存地址。
第四个参数为内存地址长度。
第五个参数为读取数据存储的起始地址。
第六个参数为传输数据的大小。
第七个参数为操作超时时间。
/*** @briefRead an amount of data in blocking mode from a specific memory address* @paramhi2c Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains*the configuration information for the specified I2C.* @paramDevAddress Target device address: The device 7 bits address value* in datasheet must be shifted to the left before calling the interface* @paramMemAddress Internal memory address* @paramMemAddSize Size of internal memory address* @parampData Pointer to data buffer* @paramSize Amount of data to be sent* @paramTimeout Timeout ration* @retval HAL status*/HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)程序最后调用 memcmp() 函数判断读写的两个缓存的数据是否一致。memcmp() 是比较内存区域是否相等，标准库里面的函数，在 main.c 前面添加 string.h 头文件。
5.5 查看打印串口打印功能查看 STM32CubeMX学习笔记（6）——USART串口使用
5.6 HAL库与标准库代码比较STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码：
/*** @brief I2C1 Initialization Function* @param None* @retval None*/static void MX_I2C1_Init(void){/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 *//* USER CODE END I2C1_Init 0 *//* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 *//* USER CODE END I2C1_Init 1 */hi2c1.Instance = I2C1;hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 *//* USER CODE END I2C1_Init 2 */}HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);使用 STM32 标准库的代码：
/*** @briefI2C I/O配置* @param无* @retval 无*/static void I2C_GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; /* 使能与 I2C 有关的时钟 */EEPROM_I2C_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_CLK, ENABLE );EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_GPIO_CLK, ENABLE );/* I2C_SCL、I2C_SDA*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;// 开漏输出GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;// 开漏输出GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);}/*** @briefI2C 工作模式配置* @param无* @retval 无*/static void I2C_Mode_Config(void){I2C_InitTypeDefI2C_InitStructure; /* I2C 配置 */I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;/* 高电平数据稳定，低电平数据变化 SCL 时钟线的占空比 */I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2Cx_OWN_ADDRESS7; I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;/* I2C的寻址模式 */I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;/* 通信速率 */I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;/* I2C 初始化 */I2C_Init(EEPROM_I2Cx, &I2C_InitStructure);/* 使能 I2C */I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE); }void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction);void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data);uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);六、注意事项用户代码要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之间，否则下次使用 STM32CubeMX 重新生成代码后，会被删除。
? 由 Leung 写于 2021 年 1 月 26 日
? 参考：STM32CubeMX系列教程9:内部集成电路(I2C)
【STM32Cube_13】使用硬件I2C读写EEPROM（AT24C02）
原文：https://juejin.cn/post/7100502480986832926