項目七

通信接口驅(qū)動計CONTENTS項目概述任務(wù)一：熟知I2C通信原理任務(wù)二：I2C應(yīng)用實例任務(wù)三：數(shù)值SPI和Flash存儲器任務(wù)四：基于SPI的W25Q128驅(qū)動設(shè)計00項目概述項目概述項目描述：在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的時候，需要掌握這些通信接口原理，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的通信接口驅(qū)動設(shè)計，最終實現(xiàn)MCU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。本項目通過對I2C、SPI等技術(shù)的學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)微控制器與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸。本項目主要學(xué)習(xí)通信技術(shù)的原理及應(yīng)用方法。項目概述了解常用的串行通信接口。掌握IIC通信原理及其接口技術(shù)。掌握SPI通信原理及其接口技術(shù)。知識目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)基于IIC通信的數(shù)據(jù)傳輸。能夠?qū)崿F(xiàn)基于SPI通信的數(shù)據(jù)傳輸。能夠開發(fā)典型外設(shè)的驅(qū)動程序。能力目標(biāo)在項目學(xué)習(xí)過程中，通過問題探討、小組討論等方式，提高嵌入式驅(qū)動開發(fā)能力。能夠?qū)λ鶎W(xué)的驅(qū)動實現(xiàn)方法和調(diào)試手段舉一反三和靈活應(yīng)用。素養(yǎng)目標(biāo)01任務(wù)一：熟知I2C通信原理什么是I2CI2C（Inter-IntegratedCircuit）協(xié)議是一種簡單的雙向二線制同步串行總線，僅使用兩根總線：一條串行數(shù)據(jù)線（SDA）和一條串行時鐘線（SCL），便可實現(xiàn)多個設(shè)備之間的通信。

特點：在標(biāo)準(zhǔn)模式下，I2C可以以高達(dá)100kbit/s的速度進(jìn)行串行、8位定向的雙向數(shù)據(jù)傳輸；在快速模式下，速度可達(dá)400kbit/s；在快速模式加（Fm+）下，速度可達(dá)1Mbit/s；在高速模式下，速度可達(dá)3.4Mbit/s。I2C總線是一個多控制器總線，可以連接多個能夠控制總線的設(shè)備。I2C總線支持多主設(shè)備和多從設(shè)備，通過7位或10位地址來識別每個從設(shè)備。這使得多個設(shè)備可以共享同一總線。I2C的通信原理14SDA（SerialDataLine）：串行數(shù)據(jù)線，用于傳輸數(shù)據(jù)。SCL（SerialClockLine）：串行時鐘線，用于同步數(shù)據(jù)傳輸。主設(shè)備（Master）：控制總線的設(shè)備，負(fù)責(zé)生成時鐘信號（SCL）和起始/停止條件。從設(shè)備（Slave）：被主設(shè)備控制的設(shè)備，響應(yīng)主設(shè)備的通信請求。I2C的通信原理

數(shù)據(jù)有效性數(shù)據(jù)SDA只有在SCL線上的時鐘信號為低電平時才能改變。I2C的通信原理地址模式7位地址模式：7位設(shè)備地址+1位讀寫位，總線上的設(shè)備地址范圍為0x00到0x7F，能尋址128個設(shè)備。7位尋址是I2C總線的傳統(tǒng)尋址方式，與早期的I2C設(shè)備兼容。尋址過程簡單，易于實現(xiàn)和理解。I2C的通信原理數(shù)據(jù)傳輸1單字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸：I2C的通信原理數(shù)據(jù)傳輸2完整的數(shù)據(jù)傳輸：I2C的通信原理起始條件和停止條件起始條件：在SCL為高電平時，SDA從高電平變?yōu)榈碗娖?。這表示一次通信的開始。停止條件：在SCL為高電平時，SDA從低電平變?yōu)楦唠娖?。這表示一次通信的結(jié)束?；赟TM32L431的I2C特點STM32L431xx系列微控制器具備三個I2C接口，見表7-1。I2C接口支持從機(jī)和主機(jī)模式，具備多主機(jī)能力。支持7位和10位尋址模式，允許多個7位從地址。具有1字節(jié)緩沖區(qū)，支持DMA功能。34任務(wù)總結(jié)本任務(wù)概述了I2C接口的基礎(chǔ)理論、工作原理及其核心參數(shù)。實踐部分則聚焦于STM32L431微控制器的I2C接口的多速率支持、7位與10位尋址模式、主從通信模式、數(shù)據(jù)緩沖及傳輸速率等特性。02任務(wù)二：I2C應(yīng)用實例本任務(wù)旨在實現(xiàn)兩個STM32L431RCT6微控制器通過I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。目標(biāo)是通過I2C總線實現(xiàn)兩個MCU設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信，并將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口打印到電腦端。任務(wù)描述通過I2C總線實現(xiàn)兩個MCU設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信，將其中一個MCU作為主設(shè)備，另一個作為從設(shè)備，通過I2C總線實現(xiàn)主從設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)分析當(dāng)所有設(shè)備都釋放線路時，在STM32CuMX中可將SDA和SCL線配置為內(nèi)部上拉，滿足I2C總線的空閑狀態(tài)要求。若SDA和SCL接口的外部已接適合的上拉電阻，則無需配置。配置注意I2C應(yīng)用實例123任務(wù)實現(xiàn)掛載兩個微控制器的I2C連接圖：任務(wù)實現(xiàn)04030102軟件配置使用STM32Cubemx進(jìn)行配置，配置I2C的I2C3模塊的相關(guān)功能。配置時鐘、串口相關(guān)內(nèi)容。程序設(shè)計主機(jī)設(shè)備向從機(jī)設(shè)備發(fā)送單個字符，從機(jī)成功收到單個字符后，通過串口打印到串口調(diào)試助手上。編譯下載驗證編譯程序并下載到開發(fā)板，確保程序正確運行，完成雙MCU的I2C聯(lián)合調(diào)試。通過串口調(diào)試助手查看轉(zhuǎn)換結(jié)果，展示實際運行結(jié)果的截圖或數(shù)據(jù)，驗證系統(tǒng)的正確性和可靠性。硬件連接分別將主從設(shè)備的SCL和SDA分別相連。將兩個設(shè)備分別連接到各自電腦