第四十章：I2C-10位地址模式，主机发送从机接收

草帽王子 · 发表于 2021-4-27 21:45:10

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本帖最后由草帽王子于 2021-9-10 17:28 编辑

CH32V103应用教程——I2C-10位地址模式，主机发送从机接收

本章教程主要在前面第38章的基础上进行10位地址模式下的主机发送从机接收实验。
注意，本章例程使用CH32V103硬件IIC。

1、I2C简介及相关函数介绍

关于I2C，当作为主机模式使用时，在7位地址模式下，发送的第一个字节为地址字节，头7位代表的是目标从设备地址，第8位决定了后续报文的方向，0代表是主设备写入数据到从设备，1代表是主设备向从设备读取信息。

在10位地址模式下，如图所示，在发送地址阶段，第一个字节为11110xx0，xx为10位地址的最高2位，第二个字节为10位地址的低8位。若后续进入主设备发送模式，则继续发送数据；若后续准备进入主设备接收模式，则需要重新发送一个起始条件，跟随发送一个字节为11110xx1，然后进入主设备接收模式。

CH32V CH573单片机芯片-第四十章：I2C-10位地址模式，主机发送从机接收risc-v单片机中文社区(1)

关于I2C相关介绍，在前面章节已经介绍，在此不再赘述。
关于CH32V103各模式介绍以及具体信息，可参考CH32V103应用手册。I2C标准库函数在第十四章节已介绍，在此不再赘述。

2、硬件设计

本章教程使用开发板硬件I2C进行主机发送从机接收实验，需用到两个开发板，将两个开发板对应IIC引脚连接起来即可。
注意：此处需要将开发板I2C引脚外接上拉电阻。

3、软件设计

本章教程使用硬件I2C在10位地址模式下进行主机发送从机接收实验，其代码量相对较小，具体程序如下：
iic.h文件

#ifndef __IIC_H
#define __IIC_H
#include "ch32v10x_conf.h"
/* I2C Mode Definition */
#define HOST_MODE 0
#define SLAVE_MODE 1
/* I2C Communication Mode Selection */
//#define I2C_MODE HOST_MODE
#define I2C_MODE SLAVE_MODE
/* Global define */
#define Size 7
#define RXAdderss 0x02
#define TxAdderss 0x02
void IIC_Init( u32 bound, u16 address );
#endif

复制代码

iic.h文件主要进行宏定义和函数声明；
iic.c文件

#include "iic.h"
/*******************************************************************************
* Function Name : IIC_Init
* Description : Initializes the IIC peripheral.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void IIC_Init( u32 bound, u16 address )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
I2C_InitTypeDef I2C_InitTSturcture;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE );
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_I2C1, ENABLE); //重映射功能，PB8和PB9重映射为I2C1
RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );
I2C_InitTSturcture.I2C_ClockSpeed = bound; //设置I2C传输速率
I2C_InitTSturcture.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //指定I2C工作模式
I2C_InitTSturcture.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_16_9; //指定时钟占空比
I2C_InitTSturcture.I2C_OwnAddress1 = address; //指定I2C自身设备地址
I2C_InitTSturcture.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //使能或者关闭响应 (一般都是使能)
I2C_InitTSturcture.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_10bit; //指定地址的长度,可以是7位或10位
I2C_Init( I2C1, &I2C_InitTSturcture );
I2C_Cmd( I2C1, ENABLE );
#if (I2C_MODE == HOST_MODE)
I2C_AcknowledgeConfig( I2C1, ENABLE );
#endif
}

复制代码

iic.c文件主要对开发板硬件I2C进行初始化配置，包括硬件I2C对应GPIO引脚配置以及指定I2C外设配置，其中I2C外设配置可结合ch32v10x_i2c.c文件中I2C_Init函数以及CH32V103应用手册中I2C主模式和从模式通讯步骤进行理解。

当作为主机模式时，需要将指定I2C设备地址设置为主机地址，同时需要开启I2C响应设置。当作为从机模式时，需要将指定I2C设备地址设置为从机地址。

main.c文件

/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************
* File Name : main.c
* Author : WCH
* Version : V1.0.0
* Date : 2020/04/30
* Description : Main program body.
*******************************************************************************/
#include "debug.h"
#include "iic.h"
/* Global Variable */
u8 TxData[Size] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06 };
u8 RxData[Size];
/*******************************************************************************
* Function Name : main
* Description : Main program.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
u8 i=0;
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
//当I2C作为主机时
#if (I2C_MODE == HOST_MODE)
printf("IIC Host mode\r\n");
//I2C进行主机初始化配置
IIC_Init( 80000, TxAdderss);
//当I2C1处于空闲状态时，跳过此while循环，开启起始信号
while( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_BUSY ) != RESET ); //检查是否设置了指定I2C标志
//开启I2C1通信起始信号
I2C_GenerateSTART( I2C1, ENABLE );
//当最后一个事件为I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT事件时，说明选择I2C作为主机模式，跳过此while循环，进行下一步
while( !I2C_CheckEvent( I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT ) ); //检查最后一个I2Cx事件是否等于作为参数传递的事件
//在10位地址模式下，在发送地址阶段，第一个字节为11110xx0，xx为10位地址最高两位，此处值为0XF0
I2C_Send7bitAddress( I2C1, 0xF0, I2C_Direction_Transmitter );
//当最后一个事件为I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS10事件时，说明在10位地址模式下选择I2C作为主机模式，跳过此while循环，进行下一步
while( !I2C_CheckEvent( I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_ADDRESS10 ) );
//在10位地址模式下，发送第二个字节，为10位地址的低8位
I2C_Send7bitAddress( I2C1, 0x02, I2C_Direction_Transmitter );
//当最后一个事件为I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED事件时，说明选择I2C进行主机发送，跳过此while循环，进行下一步数据发送
while( !I2C_CheckEvent( I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED ) );
while( i<6 )
{
//当当前标志状态为I2C_FLAG_TXE时，进行数据发送
if( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_TXE ) != RESET )
{
I2C_SendData( I2C1, TxData[i] );
i++;
}
}
//当最后一个事件为I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED事件时，说明发送结束，跳过此while循环，进行下一步
while( !I2C_CheckEvent( I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED ) );
//开启I2C通信停止信号
I2C_GenerateSTOP( I2C1, ENABLE );
//当I2C作为从机时
#elif (I2C_MODE == SLAVE_MODE)
printf("IIC Slave mode\r\n");
//I2C进行从机初始化配置
IIC_Init( 80000, RXAdderss);
//当最后一个事件为I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED事件时，说明选择I2C作为从机进行数据接收，跳过此while循环，进行数据接收
while( !I2C_CheckEvent( I2C1, I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED ) );
while( i<6 )
{
//当当前标志状态为I2C_FLAG_RXNE时，进行数据接收
if( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_RXNE ) != RESET )
{
RxData[i] = I2C_ReceiveData( I2C1 );
i++;
}
}
printf( "RxData:\r\n" );
for( i=0; i<6; i++ )
{
printf( "%02x\r\n", RxData[i] );
}
#endif
while(1);
}

复制代码

main.c文件主要进行主机模式下的数据发送配置和从机模式下的数据接收配置。其中在10位地址模式下，如图所示，在发送地址阶段，第一个字节为11110xx0，xx为10位地址的最高2位，第二个字节为10位地址的低8位。若后续进入主设备发送模式，则继续发送数据；若后续准备进入主设备接收模式，则需要重新发送一个起始条件，跟随发送一个字节为11110xx1，然后进入主设备接收模式。

4、下载验证

将编译好的程序分别在主机模式和从机模式下下载到两个开发版，并将两个开发板的PB8和PB9引脚接上拉电阻然后连接起来，将两个开发板进行复位，即可进行I2C通信，从机接收开发板串口打印情况具体如下：