Перейти к содержанию

Регистры I2C STM32F1

Регистры I2C1 и I2C2 STM32F1: формирование START и STOP, ответ ACK, флаги событий и ошибок, частота SCL в режимах Sm и Fm, время фронта, собственные адреса, прерывания, DMA и SMBus.

Содержание

I2C1 и I2C2 STM32F1 тактируются от шины APB1, и в поле FREQ регистра CR2 записывают её частоту в мегагерцах: по ней блок отсчитывает времена установки и удержания данных. Минимум — 2 МГц для стандартного режима Sm и 4 МГц для быстрого Fm (RM0008, раздел 26.6).

Частоту SCL ведущего задаёт CCR. В режиме Sm высокий и низкий уровни длятся по CCR периодов PCLK1, то есть CCR = fPCLK1 / (2 × fSCL). В режиме Fm низкий уровень вдвое длиннее высокого (DUTY = 0) или они относятся как 16 к 9 (DUTY = 1). В TRISE записывают наибольшее время нарастания SCL по спецификации шины, делённое на период PCLK1, плюс 1: для Sm это 1000 нс. CCR и TRISE меняют только при выключенном блоке (PE = 0).

Флаги событий сбрасываются последовательностями обращений: SB — чтением SR1 и записью адреса в DR, ADDR — чтением SR1, затем SR2, BTF — чтением SR1 и обращением к DR, STOPF — чтением SR1 и записью в CR1. Флаги ошибок BERR, ARLO, AF, OVR, PECERR, TIMEOUT и SMBALERT сбрасываются записью нуля. Бит 14 регистра OAR1 программа должна держать равным 1.

ЭкземплярБазовый адресЕсть у
I2C10x4000 5400всех
I2C20x4000 5800STM32F101xB/xE/xG, STM32F102xB, STM32F103xB/xE/xG, STM32F105, STM32F107

Регистры блока

РегистрСмещениеНазначениеПосле сброса
I2C_CR10x00Управление: START, STOP, ACK и SMBus0x0000
I2C_CR20x04Частота шины, прерывания и DMA0x0000
I2C_OAR10x08Собственный адрес0x0000
I2C_OAR20x0CВторой адрес для двойной адресации0x0000
I2C_DR0x10Данные0x0000
I2C_SR10x14Флаги событий и ошибок0x0000
I2C_SR20x18Состояние шины и режима0x0000
I2C_CCR0x1CЧастота SCL ведущего0x0000
I2C_TRISE0x20Время нарастания SCL0x0002

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.

Значение: 0x00000000

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

I2C1->CR1 = 0x00000000;

I2C_CR1 — управление: START, STOP, ACK и SMBus

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
SWRST—ALERTPECPOSACKSTOPSTARTNOSTRETCHENGCENPECENARPSMBTYPE—SMBUSPE
  • SWRST (бит 15) — Программный сброс блока I2C.
  • ALERT (бит 13) — Сигнал SMBALERT (SMBus).
  • PEC (бит 12) — Передать или проверить PEC.
  • POS (бит 11) — К какому байту относится ACK: текущему или следующему.
    POSЗначение
    0Текущий байт
    1Следующий байт
  • ACK (бит 10) — Отвечать ACK на принятый байт.
  • STOP (бит 9) — Сформировать условие STOP.
  • START (бит 8) — Сформировать условие START (повторный START).
  • NOSTRETCH (бит 7) — Запрет растягивания SCL в режиме ведомого.
  • ENGC (бит 6) — Ответ на общий вызов (адрес 0x00).
  • ENPEC (бит 5) — Расчёт контрольного байта PEC.
  • ENARP (бит 4) — Протокол ARP шины SMBus.
  • SMBTYPE (бит 3) — Тип устройства SMBus.
    SMBTYPEЗначение
    0Ведомое устройство
    1Хост
  • SMBUS (бит 1) — Режим SMBus вместо I2C.
  • PE (бит 0) — Включение I2C.

I2C_CR2 — частота шины, прерывания и DMA

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—LASTDMAENITBUFENITEVTENITERREN—FREQ
  • LAST (бит 12) — Следующее окончание DMA — последний байт: ведущий ответит NACK.
  • DMAEN (бит 11) — Запросы DMA по флагам TxE и RxNE.
  • ITBUFEN (бит 10) — Прерывания по флагам буфера TxE и RxNE.
  • ITEVTEN (бит 9) — Прерывания по событиям SB, ADDR, ADD10, STOPF и BTF.
  • ITERREN (бит 8) — Прерывания по ошибкам.
  • FREQ (биты 5:0) — Частота шины APB1 в мегагерцах: от 2 до 50.

I2C_OAR1 — собственный адрес

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
ADDMODE—ADD9ADD8ADD7ADD6ADD5ADD4ADD3ADD2ADD1ADD0
  • ADDMODE (бит 15) — Длина собственного адреса.
    ADDMODEЗначение
    07 бит
    110 бит
  • ADD0–ADD9 (по биту на каждый y, положение — на карте битов) — Бит y собственного адреса.

I2C_OAR2 — второй адрес для двойной адресации

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—ADD2ENDUAL
  • ADD2 (биты 7:1) — Второй 7-битный адрес.
  • ENDUAL (бит 0) — Двойная адресация: ответ и на адрес из OAR2.

I2C_DR — данные

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—DR
  • DR (биты 7:0) — Байт данных: запись — на передачу, чтение — принятый.

I2C_SR1 — флаги событий и ошибок

Смещение 0x14, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: I2C1->SR1.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
SMBALERTTIMEOUT—PECERROVRAFARLOBERRTXERXNE—STOPFADD10BTFADDRSB
  • SMBALERT (бит 15) — Событие SMBALERT; сбрасывается записью 0.
  • TIMEOUT (бит 14) — Таймаут SMBus: SCL в нуле 25 мс и дольше; сбрасывается записью 0.
  • PECERR (бит 12) — Ошибка PEC при приёме; сбрасывается записью 0.
  • OVR (бит 11) — Переполнение или опустошение у ведомого с NOSTRETCH = 1; сбрасывается записью 0.
  • AF (бит 10) — Нет подтверждения ACK; сбрасывается записью 0.
  • ARLO (бит 9) — Ведущий проиграл арбитраж; сбрасывается записью 0.
  • BERR (бит 8) — Ошибка шины: START или STOP не на своём месте; сбрасывается записью 0.
  • TXE (бит 7) — Регистр данных пуст при передаче.
  • RXNE (бит 6) — В регистре данных принятый байт.
  • STOPF (бит 4) — Ведомый обнаружил STOP; сброс — чтение SR1 и запись в CR1.
  • ADD10 (бит 3) — Ведущий отправил первый байт 10-битного адреса.
  • BTF (бит 2) — Обмен байтом завершён, а регистр данных не обслужен.
  • ADDR (бит 1) — Адрес отправлен (ведущий) или совпал (ведомый); сброс — чтение SR1, затем SR2.
  • SB (бит 0) — Условие START сформировано; сброс — чтение SR1 и запись адреса в DR.

I2C_SR2 — состояние шины и режима

Смещение 0x18, 32 бит, после сброса 0x0000. В коде: I2C1->SR2.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
PECDUALFSMBHOSTSMBDEFAULTGENCALL—TRABUSYMSL
  • PEC (биты 15:8) — Значение PEC, рассчитанное блоком (при ENPEC = 1).
  • DUALF (бит 7) — Совпал второй адрес из OAR2.
  • SMBHOST (бит 6) — Принят адрес хоста SMBus.
  • SMBDEFAULT (бит 5) — Принят адрес устройства SMBus по умолчанию.
  • GENCALL (бит 4) — Принят общий вызов.
  • TRA (бит 2) — Направление: передатчик или приёмник.
    TRAЗначение
    0Приём
    1Передача
  • BUSY (бит 1) — Шина занята.
  • MSL (бит 0) — Режим: ведущий или ведомый.
    MSLЗначение
    0Ведомый
    1Ведущий

I2C_CCR — частота SCL ведущего

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

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
FSDUTY—CCR
  • FS (бит 15) — Режим ведущего: стандартный или быстрый.
    FSЗначение
    0Стандартный режим Sm, до 100 кГц
    1Быстрый режим Fm, до 400 кГц
  • DUTY (бит 14) — Соотношение низкого и высокого уровней SCL в быстром режиме.
    DUTYЗначение
    0tlow / thigh = 2
    1tlow / thigh = 16 / 9
  • CCR (биты 11:0) — Делитель SCL ведущего в периодах PCLK1; меняется при PE = 0.

I2C_TRISE — время нарастания SCL

Смещение 0x20, 32 бит, после сброса 0x0002. В коде: I2C1->TRISE.

31302928272625242322212019181716
—
1514131211109876543210
—TRISE
  • TRISE (биты 5:0) — Наибольшее время нарастания SCL в периодах PCLK1 плюс 1; меняется при PE = 0.

Частые вопросы

Как настроить I2C1 STM32F103 на 100 кГц?

При PCLK1 = 36 МГц: FREQ = 36 в CR2, CCR = 36 000 000 / (2 × 100 000) = 180, TRISE = 1000 нс / 27,8 нс + 1 = 37. Записывайте CCR и TRISE при PE = 0, затем включите блок. Выводы SCL и SDA (PB6 и PB7) настройте альтернативными выходами с открытым стоком.

Как сбросить флаг ADDR?

Прочитайте SR1, а за ним SR2 — например, (void)I2C1->SR2 после проверки ADDR в SR1. Пока ADDR установлен, SCL удерживается в нуле и обмен не продолжается.

Чем отличаются ITEVTEN и ITBUFEN?

ITEVTEN разрешает прерывание по событиям SB, ADDR, ADD10, STOPF и BTF. ITBUFEN добавляет к ним флаги буфера TxE и RxNE — это нужно при побайтовом обмене в прерываниях без DMA.

Источники

  1. STMicroelectronics. RM0008: Reference manual (Rev 21) — раздел 26.6: описание регистров, назначение полей и значения после сброса
  2. STMicroelectronics. cmsis-device-f1 v4.3.5: заголовки CMSIS stm32f101x6.h, stm32f101xb.h, stm32f101xe.h, stm32f101xg.h, stm32f102x6.h, stm32f102xb.h, stm32f103x6.h, stm32f103xb.h, stm32f103xe.h, stm32f103xg.h, stm32f105xc.h, stm32f107xc.h — структуры периферии, смещения, адреса экземпляров и макросы полей; лицензия Apache-2.0

Нашли ошибку в регистрах?

Другие регистры STM32F1

Калькуляторы и статьи