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摘要：本節我們介紹總線，并使用的總線來訪問加速度傳感器。主循環內添加循環讀取的代碼編譯下載運行，可以看到數據輸出變換傳感器方向，可以看到測出的重力加速度的數值變化。
本節我們介紹I2C總線，并使用stm32的I2C總線來訪問加速度傳感器ADXL345。
I2C總線通信比較適合設備內部各芯片間的通信，它只需要兩根信號線。
I2C可以掛載多個主機和從機，通信總是由主機發起。每個從機都有唯一的地址，主機通過地址決定訪問哪個從機。
I2C總線的兩根線，SCL為時鐘線，SDA為數據線；所有的器件對這兩根線的輸出操作只能拉低，當釋放總線時，由總線上的上拉電阻將電平拉高。所以硬件連接上，上拉電阻是必須的，否則不能通信。
I2C空閑時，所有器件釋放總線，SCL和SDA都被上拉電阻拉到高電平；
I2C的起始條件：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平切換；表示開始傳送數據；一般是需要通信的主機發起，起始條件的圖示如下：
I2C的停止條件：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變；表示結束傳送數據；一般也是主機最后結束通信，停止條件的圖示如下：
傳輸數據時，在SCL時鐘線為高電平時，SDA數據線上的電平不允許被修改；SCL時鐘線為低電平時，SDA數據線上的電平可變為高/低，如下圖所示：
I2C的ACK和NACK，都是回應，ACK是將SDA線拉低，NACK是將SDA總線釋放（拉高）；ACK和NACK都是回應，可以是主機回應從機、也可以是從機回應主機。具體來說（以ADXL345芯片為例）：
主機發起通信后，如果要向從機寫入數據，則每傳輸一個字節都需要等待從機回應ACK，如下圖所示；具體到實際的操作，就是主機每發完一個字節的數據，會釋放總線，等待從機回應ACK（即等待從機把SDA線拉低）。最后通信完成后，主機發送停止條件：
主機發起通信后，如果要從從機處讀取數據，則發送地址時，需要等待從機回應ACK；在從機向主機回復數據時，主機要回應ACK，當主機讀完最后一個字節不再讀取時，就回應NACK；寫入數據的過程如下圖：
上面的例子是以加速度傳感器ADXL345芯片為例，其他芯片在使用I2C通信時，可能有細微的不同，但基本上都是這幾種狀態組合起來的。
Stm32帶了硬件I2C，下面我們就使用stm32的硬件i2c讀取加速度傳感器ADXL345的數值。
我們仍然以串口的工程為基礎，在它上面添加設置，如下圖，選擇I2C接口，其他都默認：
選擇之后可以發現引腳PB6和PB7被占用為I2C的引腳，其中PB6是SCL、PB7是SDA。
在硬件連接上，我們也需要將ADXL345芯片的SCL和SDA連接到PB6和PB7，并且SDA和SCL都要用電阻上拉到電源：
生成工程代碼，在keil中打開。Stm32的hal庫已經將i2c的初始化、i2c的讀寫操作封裝成了函數，我們直接調用即可。
這里先需要修改一個bug，如下圖：
__HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();這一句使能i2c時鐘的語句，cubemx生成的代碼在GPIO初始化之后，這樣不能設置成功，需要把它提前到GPIO初始化之前：
Main函數中添加初始化ADXL345的代碼：
簡單說明一下，前面寫入的4個值是設置芯片的工作模式，最后寫入的三個值是x、y、z三個方向的校準參數。由于ADXL345傳感器有初始誤差（網上有說法是X、Y方向誤差不大，Z軸可能誤差達到幾個g；我的這個芯片X、Y、軸基本正常，Z軸有大約0.6g左右的誤差），可以寫入一組測好的參數，讓它輸出時自動減掉這個值，達到去除初始誤差的目的，我這里在Z軸寫入了f0，校準后基本正常。
主循環內添加循環讀取ADXL345的代碼：
編譯下載運行，可以看到數據輸出：
變換傳感器方向，可以看到測出的重力加速度的數值變化。
在使用stm32的硬件i2c時，查得很多資料都說stm32的硬件i2c有問題，我用的不多，但是匯總了一些網上的討論，以作為備忘，萬一哪天必須用硬件i2c時也好排查：
a) cubemx生成的代碼，初始化i2c的時鐘要提到GPIO初始化之前；
b) I2c的速率不能過高，有說法是50k以下基本無問題，100k以上運行時間久了會出問題；
c) 某些帶FSMC模塊的stm32 型號，和I2C1模塊共用了PB7引腳，會使得I2C1不能正常啟動；即使你沒有用到FSMC只是打開了FSMC的時鐘也會影響，解決辦法是改用I2C2或者重定義I2C的時鐘線和數據線到PB8、9引腳；或者關掉FSMC的時鐘；
d）硬件i2c不能被中斷打斷，否則會出問題；如果使用中斷，建議i2c的中斷設置為最高優先級。
鑒于有些問題確實不好驗證，本人后面都盡量用軟件i2c了，效率低一些但可靠性高，并且移植到其他芯片上也方便很多。
好了，這一節就講到這里了。
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