本文介绍STM8L051F3的IIC相关知识。内容分为以下几部分：
1、IIC基础知识IIC（Inter-integrated circuit）：集成电路总线。STM8L051F3的IIC拥有提供多主机功能，可以控制特定的IIC总线序列、协议、仲裁和时间管理，支持标准和快速模式，可用于各种应用上，如CRC生成和验证、SMBus（系统管理总线）和PMBus（电源管理总线），使用DMA功能可以减少CPU的负荷。STM8L051F3的IIC主要特点如下：
- 并行总线/IIC协议转换器
- 多主机功能：同一个接口可作为主机或从机
- IIC主机特点：
- IIC从机特点：
- 可编程的IIC地址检测
- 停止位检测
- IIC双重寻址能力，可拥有两个2个IIC地址
- 7位/10位和一般呼叫地址生成和检测
- 支持不同的通讯速度：
- 状态标志：
- 错误标志：
- 主模式仲裁条件丢失
- 在地址/数据发送后应答失败
- 检测到错误的起始或停止条件
- 禁止时钟延展的Overrun/underrun
- 三种类型中断
- 唤醒功能：
- 在从机模式下通过地址检测可将MCU从低功耗模式唤醒
- 可选择的时钟延展
- 在DMA功能下的1字节缓冲器
- 可配置的PEC（数据表错误检测）产生或验证：
- PEC的值能在发送模式下作为最后一个字节发送
- 在接收到的最后一个字节PEC错误检测
- 兼容SMBus2.0
- 25ms时钟拉低超时延迟
- 10ms主机积累时钟拉低延展时间
- 25ms从机积累时钟拉低延展时间
- 硬件PEC生成/验证和应答控制
- 支持地址分辨协议（ARP）
- PMBus 能力
STM8L051F3的IIC能运行在从机发送、从机接收、主机发送和主机接收四中模式，在默认的情况下工作在从机模式，当产生一个起始条件后，会自动地从从机模式转换为主机模式。IIC模块的框图如下：
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STM8L051F3的IIC功能很多，在本章主要介绍常用的主机模式下的发送与接收功能。IIC的输入时钟（系统时钟）在标准模式下要大于1MHz，在快速模式下要大于4MHz。
主机模式下的发送序列如下图：
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主模式下的读模式会根据读不同数据大小有不通的程序序列，在IIC用于中断的模式下并拥有高的中断优先级时，读序列如下：
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主模式接收的数据N > 2时（N为字节数），读序列如下：
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主模式接收的数据N = 2时（N为字节数），读序列如下：
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主模式接收的数据N = 1时（N为字节数），读序列如下：
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说明：
S = 起始条件，Sr =重复起始条件，P=停止条件，A=应答，NA=不应答
EVX=事件x
EV5：SB=1，读SR1寄存器清除，之后接着往DR寄存器写入地址
EV6：ADDR=1，读SR1寄存器清除，之后接着读SR3
EV6_1：没有相关的标志事件，应答在EV6后应该禁止，这是在ADDRS被清除后发生
EV6_3：ADDR=1，编程ACK=0，在读SR1寄存器后清除接着读SR3寄存器编程STOP=1
EV7：RXNE=1，读DR寄存器清除
EV7_1：RXNE=1，读DR寄存器清除，编程ACK=0和STOP请求
EV7_2：BTF=1，第N-2个数据在DR寄存器，第N-1个数据在转移寄存器，编程ACK=0，在 DR寄存器中读出第N-2个数据，编程STOP=1，读出第N-1个数据
EV7_3：BTF=1，编程STOP=1后连续读DR寄存器两次
EV8_1：转移寄存器空，数据寄存器空，写DR寄存器
EV8：TXE=1，转移寄存器非空，数据寄存器空，写DR寄存器清除
EV8_2：TXE=1，BTF=1，编程停止条件请求，在硬件产生停止条件后自动清除
EV9：ADD10=1，读SR1寄存器清除，接着写DR寄存器
IIC在主模式的通讯中就是严格按照上述的序列进行通讯，理解了每个事件的含义对理解上述IIC通讯的序列有很大帮助。STM8L051F3的编程采用的是官方库函数，相对来说较为容易。
2、OLED显示2.1 IIC配置本小节介绍如何初始化IIC以及实现IIC与OLED进行通讯。OLED采用的是技新0.96寸OLED（4PIN），可以直接插入核心板P6接口。本次实验设计的内容为：点亮0.96’OLED屏，使用OLED显示‘OLED TEST’ 字符串，同时LED1闪烁。使用的例程：STM8L051F3_09_IIC。IIC初始化配置步骤：
1)打开IIC外设时钟
2)使能IIC1
3)配置IIC参数：IIC1、时钟100KHz、IIC模式、快速模式工作周期Tlow/Thigh = 2、使能应答、应答从机地址7位
本章所使用例程主要在于IIC外设的应用，OLED使用的是技新0.96寸OLED（4PIN），相关内容在这里不介绍，用户可以通过技新的0.96'OLED（4Pin）学习手册来了解OLED相关的设计原理与程序应用。同时要注意的是：OLED的IIC通讯地址是0x78、OLED的IIC时序只存在写，不存在读。
OLED的通讯时序如下：
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2.2 例程介绍IIC初始化函数在例程的iic.c文件中实现：
void IIC_Init(void)
{ //打开IIC外设时钟 CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_I2C1, ENABLE); I2C_Cmd(I2C1, ENABLE); //使能IIC外设 /* 配置IIC参数 */ I2C_Init(I2C1, 100000, 0x78, I2C_Mode_I2C, I2C_DutyCycle_2, I2C_Ack_Enable, I2C_AcknowledgedAddress_7bit); }
根据OLED的时序，通过IIC协议对OLED写入命令函数如下（在oled.c文件中实现）：
void Write_OLED_Command(unsigned char IIC_Command)
{
//检测总线忙 while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY)); //产生IIC起始条件 I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); //检测IIC的EV5 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); //发送从机器件地址 I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x78, I2C_Direction_Transmitter); //检测IIC的EV6 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //发送数据（命令） I2C_SendData(I2C1, 0x00); //检测IIC的EV8 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); // 发送命令 I2C_SendData(I2C1, IIC_Command); //检测IIC的EV8 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); //产生停止条件 I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); }
根据OLED的时序，通过IIC协议对OLED写入数据函数如下（在oled.c文件中实现）：
void Write_OLED_Data(unsigned char IIC_Data)
{
//检测总线忙 while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY)); //产生IIC起始条件 I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); //检测IIC的EV5 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); //发送从机器件地址 I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x78, I2C_Direction_Transmitter); //检测IIC的EV6 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //发送数据（命令） I2C_SendData(I2C1, 0x40); //检测IIC的EV8 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); // 发送命令 I2C_SendData(I2C1, IIC_Data); //检测IIC的EV8 while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); //产生停止条件 I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); }
最后主函数如下：
void main(void)
{
LED_Init(); //初始化LED IIC_Init(); //IIC初始化 OLED_Init(); //OLED初始化 OLED_Clear(); //OLED清屏 OLED_ShowString(30,0,"OLED TEST"); //显示 OELD TEST while(1) { delay_ms(300); GPIO_ToggleBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PINS); //切换LED1状态 } }
使用ST-LINK把程序下载到开发板，LED1闪烁，OLED显示：OLED TEST。注：对于移植OLED的例程，主需要针对OLED写入数据&写入命令两个函数即可，其他的不需要改动。效果如下：
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