网站外链怎么发,常熟网站优化,做我女朋友的表白句的网站,汕头市网络科技有限公司引言 I2C#xff08;Inter - Integrated Circuit#xff09;由Philips公司开发的一种简单、双向二线制串行通信协议。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息#xff0c;主要用于短距离、低速的数据传输#xff0c;广泛应用于各种传感器、存储器等设备的通信中… 引言 I2CInter - Integrated Circuit由Philips公司开发的一种简单、双向二线制串行通信协议。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息主要用于短距离、低速的数据传输广泛应用于各种传感器、存储器等设备的通信中。MPU6050 六轴传感器便是常见的基于 I2C 通信的设备它能同时测量加速度和角速度在机器人、无人机等领域有着广泛的应用。本文将详细介绍如何使用 STM32 HAL 库中的 I2C 函数与 MPU6050 传感器进行通信。 目录 一、开发环境 二、MPU6050传感器 三、STM32 HAL 库 I2C 函数介绍 1. 阻塞模式函数 2. 中断模式函数 3.回调函数 四、代码示例及详解 1.发送寄存器地址向MPU6050的某个寄存器发送地址以便后续读取该寄存器的内容。例如who am i寄存器地址为0x75 2.读取寄存器值现在我们可以从刚才指定的寄存器中读取数据了 3.使用中断模式为了提高效率我们还可以使用中断模式进行数据传输。以下是一个使用中断模式的示例 4.完整示例代码 五、运行结果 六、总结 一、开发环境 硬件正点原子精英版 V2 STM32F103开发板 单片机STM32F103ZET6 Keil版本5.32 STM32CubeMX版本6.9.2 STM32Cube MCU Packges版本STM32F1xx_DFP.2.4.1 串口USART1(PA9,PA10) I2C2:PB10(SCL),PB11(SDA) 二、MPU6050传感器 MPU6050 是一款集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪的六轴运动传感器。 对于 MPU6050 六轴传感器其数据手册会说明它的默认 I2C 地址为 0x68 或 0x69这取决于 AD0 引脚的电平状态。当 AD0 引脚接地时地址为 0x68当 AD0 引脚接高电平时地址为 0x69 。开发者在使用该传感器时只需按照手册中的说明来确定地址即可。 下面是相关信息汇总表 从机地址 b11010000x68或b11010010x69 WHO_AM_I寄存器地址 0x75 WHO_AM_I寄存器该寄存器默认值 0x68 三、STM32 HAL 库 I2C 函数介绍 STM32的I2C控制器处理了I2C协议中的大部分基本时序包括起始条件、停止条件、时钟同步以及ACK/NACK响应。此外它还支持多种传输模式如轮询模式、中断模式和DMA模式。HAL库进一步封装了这些底层操作提供了一系列易于使用的API函数使开发者能够专注于应用逻辑而非底层细节。通常情况下开发者只需调用HAL库API函数即可实现I2C通信。以下是一些常用的 I2C 函数 1. 阻塞模式函数 HAL_I2C_Master_Transmit()主机向从机发送数据函数会阻塞等待数据发送完成。 HAL_I2C_Master_Receive()主机从从机接收数据同样是阻塞等待接收完成。 HAL_I2C_Mem_Write()主机向从机的指定内存地址写入数据。 HAL_I2C_Mem_Read()主机从从机的指定内存地址读取数据。 2. 中断模式函数 HAL_I2C_Master_Transmit_IT()以中断模式向从机发送数据函数调用后立即返回数据发送完成会触发回调函数。 HAL_I2C_Master_Receive_IT()以中断模式从从机接收数据同样调用后立即返回接收完成触发回调。 HAL_I2C_Mem_Write_IT()以中断模式向从机指定内存地址写入数据。 HAL_I2C_Mem_Read_IT()以中断模式从从机指定内存地址读取数据。 3.回调函数 HAL_I2C_MasterTxCpltCallback()主机发送完成回调函数。 调用过程:I2C2_EV_IRQHandler- HAL_I2C_EV_IRQHandler(hi2c2)-I2C_MasterTransmit_BTF(hi2c)-HAL_I2C_MasterTxCpltCallback(hi2c); HAL_I2C_MasterRxCpltCallback()主机接收完成回调函数。 HAL_I2C_MemRxCpltCallback()指定内存地址函数(HAL_I2C_Mem_Read_IT())主机接收完成回调函数。 调用过程:I2C2_EV_IRQHandler-HAL_I2C_EV_IRQHandler(hi2c2)-I2C_MemoryTransmit_TXE_BTF(hi2c)-HAL_I2C_MemTxCpltCallback(hi2c); 四、代码示例及详解 对于程序来说与 I2C 设备的通信过程看似复杂但实际上只是调用STM32 HAL库I2C函数的寄存器读写操作。 1.发送寄存器地址 向MPU6050的某个寄存器发送地址以便后续读取该寄存器的内容。例如who am i寄存器地址为0x75 uint8_t reg_addr 0x75; // 目标寄存器地址MPU6050的WHO_AM_I寄存器
uint8_t value; // 存储读取值的变量// 发送寄存器地址写操作使用查询方式写 I2C 设备
HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c2, // 哪个控制器, 使用I2C2(0x68 1), // 设备地址左移1位reg_addr, // 数据 buffer, 要写入的寄存器地址1, // 数据长度1字节1000 // 超时时间单位是 Tick一般是 1ms, 超时1秒
); 2.读取寄存器值 现在我们可以从刚才指定的寄存器中读取数据了 // 调用 HAL_I2C_Master_Receive 函数通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备读取一个字节的数据到 value 变量中
HAL_I2C_Master_Receive(hi2c2, (0x68 1), value, 1, 1000);// 调用 printf 函数通过串口输出从 MPU6050 的 0x75 寄存器读取到的值
printf(HAL_I2C_Master_Receive the value of mpu6050 0x75 reg: 0x%X\r\n, value);// 将 value 变量清零准备下一次读取
value 0;
HAL_Delay(3000); 3.使用中断模式 为了提高效率我们还可以使用中断模式进行数据传输。以下是一个使用中断模式的示例 // 调用 HAL_I2C_Master_Transmit_IT 函数以中断模式通过 I2C2 总线向从机地址为 0x68 的设备发送要读取的寄存器地址
HAL_I2C_Master_Transmit_IT(hi2c2, (0x68 1), reg_addr, 1);// 调用 Wait_I2C_Tx_Complete 函数等待 I2C 发送操作完成
Wait_I2C_Tx_Complete();// 调用 HAL_I2C_Master_Receive_IT 函数以中断模式通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备读取一个字节的数据到 value 变量中
HAL_I2C_Master_Receive_IT(hi2c2, (0x68 1), value, 1);// 调用 Wait_I2C_Read_Complete 函数等待 I2C 读取操作完成
Wait_I2C_Read_Complete(); // 打印读取到的值
printf(HAL_I2C_Master_Receive_IT the value of mpu6050 0x75 reg: 0x%X\r\n, value);// 禁用 I2C2 总线的事件中断、缓冲区中断和错误中断
__HAL_I2C_DISABLE_IT(hi2c2, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF | I2C_IT_ERR);value 0;
HAL_Delay(3000); 4.完整示例代码,附件是源码 /* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* file : main.c* brief : Main program body******************************************************************************* attention** Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include main.h
#include i2c.h
#include usart.h
#include gpio.h/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include string.h
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
extern UART_HandleTypeDef huart1;
extern I2C_HandleTypeDef hi2c2;
/* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD *//* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
void Wait_I2C_Read_Complete(void);
static volatile uint8_t g_i2c_rx_flag;
void Wait_I2C_Tx_Complete(void);
static volatile uint8_t g_i2c_tx_flag;
char *str I2C FUNCTIONS\r\n;
char c;/* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 *//* USER CODE END 0 *//*** brief The 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_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_I2C1_Init();MX_I2C2_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//*举例函数的使用HAL_I2C_Master_Transmit();HAL_I2C_Master_Receive();HAL_I2C_Master_Transmit_IT();HAL_I2C_MasterTxCpltCallback();HAL_I2C_Master_Receive_IT();HAL_I2C_MasterRxCpltCallback();HAL_I2C_Mem_Write()HAL_I2C_Mem_Read()HAL_I2C_Mem_Write_IT();HAL_I2C_Mem_Read_IT();HAL_I2C_MasterRxCpltCallback();*/HAL_UART_Transmit(huart1,str,strlen(str),1000);uint8_t reg_addr 0x75;// 目标寄存器地址MPU6050的WHO_AM_I寄存器uint8_t value; // 存储读取值的变量//发送寄存器地址写操作,使用查询方式写 I2C 设备、读 I2C 设备函数HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c2, // 哪个控制器,使用I2C2(0x681), // 设备地址左移1位reg_addr, // 数据 buffer,要写入的寄存器地址1, // 数据长度1字节1000 // ,超时时间单位是 Tick一般是 1ms,超时1秒);//(0x681)将从机地址 0x68 左移一位得到 0xD0二进制 b11010000。左移的目的是为了符合 I2C 通信协议中地址字节的格式让最低位置0// 调用 HAL_I2C_Master_Receive 函数通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备读取一个字节的数据到 value 变量中HAL_I2C_Master_Receive(hi2c2, 0x681,value,1,1000);// 调用 printf 函数通过串口输出从 MPU6050 的 0x75 寄存器读取到的值printf(HAL_I2C_Master_Receive the value of mpu6050 0x75reg:0X%x\r\n,value);// 将 value 变量清零准备下一次读取value 0;HAL_Delay(3000);// 调用 HAL_I2C_Mem_Read 函数通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备的 0x75 寄存器读取一个字节的数据到 value 变量中HAL_I2C_Mem_Read(hi2c2, (0x681), reg_addr,1, value, 1, 100); printf(HAL_I2C_Mem_Read the value of mpu6050 0x75reg:0X%x\r\n,value);value 0;HAL_Delay(3000);// 调用 HAL_I2C_Master_Transmit_IT 函数以中断模式通过 I2C2 总线向从机地址为 0x68 的设备发送要读取的寄存器地址HAL_I2C_Master_Transmit_IT(hi2c2, 0x681,reg_addr,1);// 调用 Wait_I2C_Tx_Complete 函数等待 I2C 发送操作完成Wait_I2C_Tx_Complete();// 调用 HAL_I2C_Master_Receive_IT 函数以中断模式通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备读取一个字节的数据到 value 变量中HAL_I2C_Master_Receive_IT(hi2c2, 0x681,value,1);// 调用 Wait_I2C_Read_Complete 函数等待 I2C 读取操作完成Wait_I2C_Read_Complete(); printf(HAL_I2C_Master_Receive_IT the value of mpu6050 0x75reg:0X%x\r\n,value);// 调用 __HAL_I2C_DISABLE_IT 宏禁用 I2C2 总线的事件中断、缓冲区中断和错误中断__HAL_I2C_DISABLE_IT(hi2c2, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF | I2C_IT_ERR);value 0;HAL_Delay(3000);// 调用 HAL_I2C_Mem_Read_IT 函数以中断模式通过 I2C2 总线从从机地址为 0x68 的设备的 0x75 寄存器读取一个字节的数据到 value 变量中HAL_I2C_Mem_Read_IT(hi2c2, (0x681), reg_addr,1, value, 1);Wait_I2C_Read_Complete(); printf(HAL_I2C_Mem_Read_IT the value of mpu6050 0x75reg:0X%x\r\n,value);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/*** brief System Clock Configuration* retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitStruct) ! HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) ! HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_I2C_MasterTxCpltCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{if (hi2c-Instance I2C2){g_i2c_tx_flag 1;}
}void Wait_I2C_Tx_Complete(void)
{while (g_i2c_tx_flag 0);g_i2c_tx_flag 0;
}void HAL_I2C_MasterRxCpltCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{if(hi2c-Instance I2C2){ g_i2c_rx_flag1;}
}void HAL_I2C_MemRxCpltCallback(I2C_HandleTypeDef *hi2c)
{ if(hi2c-Instance I2C2){ g_i2c_rx_flag1;}
}
void Wait_I2C_Read_Complete(void)
{while(0g_i2c_rx_flag);g_i2c_rx_flag0;
}
/* USER CODE END 4 *//*** brief This function is executed in case of error occurrence.* retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef USE_FULL_ASSERT
/*** brief Reports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* param file: pointer to the source file name* param line: assert_param error line source number* retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf(Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n, file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */五、运行结果 打开串口助手,接收到数据 六、总结 通过本文的介绍我们详细了解了如何使用 STM32 HAL 库中的 I2C 函数与 MPU6050 传感器进行通信。从确定从机地址到使用各种 I2C 函数进行寄存器的读写操作再到中断模式的使用和中断的禁用每一个步骤都进行了详细的解释和代码示例。希望本文能帮助你快速掌握 STM32 HAL 库 I2C 函数的使用仅供参考,有任何问题欢迎在评论区留言讨论
