Регистры I2C STM32F0

Регистры I2C1 и I2C2 STM32F0: включение и фильтры помех, временные параметры шины, адрес ведомого и число байт передачи, условия START и STOP, собственные адреса, флаги и их сброс, SMBus.

Содержание

Регистры блока
Конструктор
I2C_CR1
I2C_CR2
I2C_OAR1
I2C_OAR2
I2C_TIMINGR
I2C_TIMEOUTR
I2C_ISR
I2C_ICR
I2C_PECR
I2C_RXDR
I2C_TXDR

I2C STM32F0 — новый блок, не такой, как у STM32F1 и F4. Скорость и времена шины задаёт один регистр TIMINGR: предделитель PRESC и длительности SCLL, SCLH, SDADEL и SCLDEL в тактах I2CCLK. Значение для нужной скорости считает STM32CubeMX или калькулятор TIMINGR; для I2C1 источник такта выбирается в RCC_CFGR3 — HSI 8 МГц или SYSCLK (RM0091, раздел 26.4.10).

Ведущий пишет в CR2 адрес ведомого SADD, направление RD_WRN, число байт NBYTES и бит START — дальше блок сам передаёт адрес и данные. При AUTOEND = 1 STOP формируется после NBYTES байт, при AUTOEND = 0 появляется флаг TC и можно дать повторный START. Передачи длиннее 255 байт идут частями с битом RELOAD.

Флаги ошибок и событий сбрасываются записью 1 в ICR. Режим Fast-mode Plus (1 МГц, ток 20 мА) включается для выводов в SYSCFG_CFGR1.

Экземпляр	Базовый адрес	Есть у
I2C1	0x4000 5400	всех
I2C2	0x4000 5800	STM32F051, STM32F058, STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098

Регистры блока

Регистр	Смещение	Назначение	После сброса
I2C_CR1	0x00	Включение, фильтры, прерывания и DMA	0x0000 0000
I2C_CR2	0x04	Адрес ведомого, число байт, START и STOP	0x0000 0000
I2C_OAR1	0x08	Собственный адрес 1	0x0000 0000
I2C_OAR2	0x0C	Собственный адрес 2 с маской	0x0000 0000
I2C_TIMINGR	0x10	Временные параметры шины	0x0000 0000
I2C_TIMEOUTR	0x14	Тайм-ауты SMBus	0x0000 0000
I2C_ISR	0x18	Флаги состояния и прерываний	0x0000 0001
I2C_ICR	0x1C	Сброс флагов	0x0000 0000
I2C_PECR	0x20	Контрольный байт PEC	0x0000 0000
I2C_RXDR	0x24	Принятый байт	0x0000 0000
I2C_TXDR	0x28	Байт для передачи	0x0000 0000

Конструктор значения

Выберите регистр и значения полей — конструктор покажет 32-битное значение и строку на C с макросами CMSIS. Поля, которые вы не меняете, берутся из значения после сброса.

РегистрЭкземпляр

PECEN [23]Контрольный байт PEC (SMBus)ALERTEN [22]Сигнал SMBALERTSMBDEN [21]Ответ на адрес устройства SMBus по умолчанию (0b1100001x)SMBHEN [20]Ответ на адрес хоста SMBus (0b0001000x)GCEN [19]Ответ на общий вызов (адрес 0x00)WUPEN [18]Пробуждение из режима Stop при совпадении адресаNOSTRETCH [17]Запрет растягивания SCL ведомымSBC [16]Подтверждение каждого байта программой (ведомый, SMBus)RXDMAEN [15]DMA при приёмеTXDMAEN [14]DMA при передачеSWRST [13]Программный сброс I2CANFOFF [12]Выключение аналогового фильтра помехDNF [11:8]Цифровой фильтр помех: 0 — выключен, 1…15 — длина в тактах I2CCLKERRIE [7]Прерывание по ошибкам: BERR, ARLO, OVR, PECERR, TIMEOUT, ALERTTCIE [6]Прерывание по окончании передачи (TC, TCR)STOPIE [5]Прерывание по условию STOPNACKIE [4]Прерывание по приёму NACKADDRIE [3]Прерывание по совпадению адреса (ведомый)RXIE [2]Прерывание: принят байт (RXNE)TXIE [1]Прерывание: можно писать следующий байт (TXIS)PE [0]Включение I2C

Значение: 0x00000000

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

I2C1->CR1 = 0x00000000;

I2C_CR1 — включение, фильтры, прерывания и DMA

Смещение 0x00, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->CR1.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—								PECEN	ALERTEN	SMBDEN	SMBHEN	GCEN	WUPEN	NOSTRETCH	SBC
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
RXDMAEN	TXDMAEN	SWRST	ANFOFF	DNF				ERRIE	TCIE	STOPIE	NACKIE	ADDRIE	RXIE	TXIE	PE

PECEN (бит 23) — Контрольный байт PEC (SMBus).
ALERTEN (бит 22) — Сигнал SMBALERT.
SMBDEN (бит 21) — Ответ на адрес устройства SMBus по умолчанию (0b1100001x).
SMBHEN (бит 20) — Ответ на адрес хоста SMBus (0b0001000x).
GCEN (бит 19) — Ответ на общий вызов (адрес 0x00).
WUPEN (бит 18) — Пробуждение из режима Stop при совпадении адреса.
NOSTRETCH (бит 17) — Запрет растягивания SCL ведомым.
SBC (бит 16) — Подтверждение каждого байта программой (ведомый, SMBus).
RXDMAEN (бит 15) — DMA при приёме.
TXDMAEN (бит 14) — DMA при передаче.
SWRST (бит 13) — Программный сброс I2C.
ANFOFF (бит 12) — Выключение аналогового фильтра помех.
DNF (биты 11:8) — Цифровой фильтр помех: 0 — выключен, 1…15 — длина в тактах I2CCLK.
ERRIE (бит 7) — Прерывание по ошибкам: BERR, ARLO, OVR, PECERR, TIMEOUT, ALERT.
TCIE (бит 6) — Прерывание по окончании передачи (TC, TCR).
STOPIE (бит 5) — Прерывание по условию STOP.
NACKIE (бит 4) — Прерывание по приёму NACK.
ADDRIE (бит 3) — Прерывание по совпадению адреса (ведомый).
RXIE (бит 2) — Прерывание: принят байт (RXNE).
TXIE (бит 1) — Прерывание: можно писать следующий байт (TXIS).
PE (бит 0) — Включение I2C.

I2C_CR2 — адрес ведомого, число байт, START и STOP

Смещение 0x04, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->CR2.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—					PECBYTE	AUTOEND	RELOAD	NBYTES
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
NACK	STOP	START	HEAD10R	ADD10	RD_WRN	SADD

PECBYTE (бит 26) — Передать или принять байт PEC.
AUTOEND (бит 25) — Автоматический STOP после NBYTES байт (ведущий).
RELOAD (бит 24) — Передача длиннее NBYTES: после них — флаг TCR и новое NBYTES.
NBYTES (биты 23:16) — Число байт передачи: 0…255.
NACK (бит 15) — Ответить NACK на следующий байт (ведомый).
STOP (бит 14) — Сформировать STOP после текущего байта (ведущий).
START (бит 13) — Сформировать START или повторный START и передать адрес.
HEAD10R (бит 12) — Чтение с 10-битным адресом: только заголовок после повторного START.
ADD10 (бит 11) — 10-битный адрес ведомого.
RD_WRN (бит 10) — Направление: 0 — запись, 1 — чтение.
SADD (биты 9:0) — Адрес ведомого; 7-битный адрес пишется в биты 7:1.

I2C_OAR1 — собственный адрес 1

Смещение 0x08, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->OAR1.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OA1EN	—				OA1MODE	OA1

OA1EN (бит 15) — Включение собственного адреса 1.
OA1MODE (бит 10) — Собственный адрес 1 — 10-битный.
OA1 (биты 9:0) — Собственный адрес 1; 7-битный — в битах 7:1.

I2C_OAR2 — собственный адрес 2 с маской

Смещение 0x0C, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->OAR2.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OA2EN	—				OA2MSK			OA2							—

OA2EN (бит 15) — Включение собственного адреса 2.

OA2MSK (биты 10:8) — Маска адреса 2: число младших битов OA2, которые не сравниваются.

OA2MSK	Значение	Макрос CMSIS
001	Не сравниваются OA2[1], сравниваются OA2[7:2]	I2C_OAR2_OA2MASK01
010	Не сравниваются OA2[2:1], сравниваются OA2[7:3]	I2C_OAR2_OA2MASK02
011	Не сравниваются OA2[3:1], сравниваются OA2[7:4]	I2C_OAR2_OA2MASK03
100	Не сравниваются OA2[4:1], сравниваются OA2[7:5]	I2C_OAR2_OA2MASK04
101	Не сравниваются OA2[5:1], сравниваются OA2[7:6]	I2C_OAR2_OA2MASK05
110	Не сравниваются OA2[6:1], сравниваются OA2[7:7]	I2C_OAR2_OA2MASK06
111	OA2[7:1] не сравниваются: подтверждаются все 7-битные адреса, кроме зарезервированных	I2C_OAR2_OA2MASK07

OA2 (биты 7:1) — Собственный адрес 2 (7 бит).

I2C_TIMINGR — временные параметры шины

Смещение 0x10, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->TIMINGR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
PRESC				—				SCLDEL				SDADEL
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
SCLH								SCLL

PRESC (биты 31:28) — Предделитель I2CCLK: tPRESC = (PRESC + 1) / fI2CCLK.
SCLDEL (биты 23:20) — Время установки данных: (SCLDEL + 1) × tPRESC.
SDADEL (биты 19:16) — Время удержания данных: SDADEL × tPRESC.
SCLH (биты 15:8) — Длительность высокого уровня SCL: (SCLH + 1) × tPRESC.
SCLL (биты 7:0) — Длительность низкого уровня SCL: (SCLL + 1) × tPRESC.

I2C_TIMEOUTR — тайм-ауты SMBus

Смещение 0x14, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->TIMEOUTR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
TEXTEN	—			TIMEOUTB
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
TIMOUTEN	—		TIDLE	TIMEOUTA

TEXTEN (бит 31) — Тайм-аут суммарного растягивания SCL (tLOW:SEXT, tLOW:MEXT).
TIMEOUTB (биты 27:16) — Тайм-аут B: суммарное растягивание SCL.
TIMOUTEN (бит 15) — Тайм-аут шины SMBus.
TIDLE (бит 12) — Что отслеживает тайм-аут A: низкий уровень SCL (0) или простой шины — SCL и SDA высокие (1).
TIMEOUTA (биты 11:0) — Тайм-аут A шины SMBus.

I2C_ISR — флаги состояния и прерываний

Смещение 0x18, 32 бит, после сброса 0x0000 0001. В коде: I2C1->ISR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—								ADDCODE							DIR
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
BUSY	—	ALERT	TIMEOUT	PECERR	OVR	ARLO	BERR	TCR	TC	STOPF	NACKF	ADDR	RXNE	TXIS	TXE

ADDCODE (биты 23:17) — Принятый адрес (ведомый).
DIR (бит 16) — Направление передачи у ведомого: 1 — ведущий читает.
BUSY (бит 15) — Шина занята: между START и STOP.
ALERT (бит 13) — Сигнал SMBALERT.
TIMEOUT (бит 12) — Тайм-аут шины.
PECERR (бит 11) — Ошибка PEC при приёме.
OVR (бит 10) — Переполнение или недогрузка (ведомый при NOSTRETCH = 1).
ARLO (бит 9) — Потеря арбитража.
BERR (бит 8) — Ошибка шины: START или STOP не на месте.
TCR (бит 7) — Передано NBYTES байт при RELOAD = 1: запишите новое NBYTES.
TC (бит 6) — Передано NBYTES байт при AUTOEND = 0: пора START или STOP.
STOPF (бит 5) — Обнаружено условие STOP.
NACKF (бит 4) — Принят NACK.
ADDR (бит 3) — Совпадение адреса (ведомый).
RXNE (бит 2) — В RXDR есть принятый байт.
TXIS (бит 1) — Нужен следующий байт в TXDR.
TXE (бит 0) — Регистр TXDR пуст; запись 1 очищает его.

I2C_ICR — сброс флагов

Смещение 0x1C, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->ICR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—		ALERTCF	TIMOUTCF	PECCF	OVRCF	ARLOCF	BERRCF	—		STOPCF	NACKCF	ADDRCF	—

ALERTCF (бит 13) — Сброс флага ALERT записью 1.
TIMOUTCF (бит 12) — Сброс флага TIMEOUT записью 1.
PECCF (бит 11) — Сброс флага PECERR записью 1.
OVRCF (бит 10) — Сброс флага OVR записью 1.
ARLOCF (бит 9) — Сброс флага ARLO записью 1.
BERRCF (бит 8) — Сброс флага BERR записью 1.
STOPCF (бит 5) — Сброс флага STOPF записью 1.
NACKCF (бит 4) — Сброс флага NACKF записью 1.
ADDRCF (бит 3) — Сброс флага ADDR записью 1.

I2C_PECR — контрольный байт PEC

Смещение 0x20, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->PECR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—								PEC

PEC (биты 7:0) — Вычисленный байт PEC.

I2C_RXDR — принятый байт

Смещение 0x24, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->RXDR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—								RXDATA

RXDATA (биты 7:0) — Принятый байт.

I2C_TXDR — байт для передачи

Смещение 0x28, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: I2C1->TXDR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—								TXDATA

TXDATA (биты 7:0) — Байт для передачи.

Частые вопросы

Какое значение TIMINGR для 100 кГц при I2CCLK 8 МГц?

0x1042 0F13 по таблице примеров RM0091 (раздел 26.4.10): PRESC = 1, SCLL = 0x13, SCLH = 0x0F, SDADEL = 2, SCLDEL = 4. Для 400 кГц при 8 МГц — 0x0031 0309. I2C2 тактируется от PCLK, и значение для него зависит от частоты шины.

Как прочитать регистр датчика по I2C на STM32F0?

Запишите в CR2 адрес, NBYTES = 1, запись, AUTOEND = 0 и START; по TXIS положите номер регистра в TXDR, дождитесь TC. Затем CR2: тот же адрес, RD_WRN = 1, NBYTES — сколько читать, AUTOEND = 1, START; каждый байт забирайте из RXDR по флагу RXNE.

Источники

STMicroelectronics. RM0091: Reference manual (Rev 10) — раздел 26.7: описание регистров, назначение полей и значения после сброса
STMicroelectronics. cmsis-device-f0 v2.3.8: заголовки CMSIS stm32f031x6.h, stm32f038xx.h, stm32f042x6.h, stm32f048xx.h, stm32f051x8.h, stm32f058xx.h, stm32f071xb.h, stm32f072xb.h, stm32f078xx.h, stm32f091xc.h, stm32f098xx.h — структуры периферии, смещения, адреса экземпляров и макросы полей; лицензия Apache-2.0

Нашли ошибку в регистрах?