一、12C协议
1. I2C协议简介
I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。
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I2C物理层
I2C通讯设备之间的常用连接方式见图 231.
它的物理层有如下特点：
(1) 它是一个支持多设备的总线。"总线"指多个设备共用的信号线。在一个I2C通讯总线中，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。
(2) 一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线 (SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。
(3) 每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。
(4) 总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
(5) 多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。
(6) 具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ，高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。
(7) 连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。 -
12C协议层
I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。
I2C基本读写过程:先看看I2C通讯过程的基本结构，它的通讯过程见图 232、图 233及图 234。
2.软件I2C和硬件I2C
- 软件I2C
直接使用 CPU 内核按照 I2C 协议的要求控制 GPIO 输出高低电平。 如控制产生 I2C 的起始信号时，见图 24-5，先控制作为 SCL 线的 GPIO 引脚输出高电平， 然后控制作为 SDA 线的 GPIO 引脚在此期间完成由高电平至低电平的切换，最后再控制 SCL 线切换为低电平，这样就输出了一个标准的 I2C 起始信号。 - 硬件I2C
硬件 I2C 是指直接利用 STM32 芯片中的硬件 I2C 外设，该硬件 I2C 外设跟 USART 串口外设类似，只要配置好对应的寄存器，外设就会产生标准串口协议的时序。使用它的 I2C 外设则可以方便地通过外设寄存器产生 I2C 协议方式的通讯，如初始化好 I2C 外设后， 只需要把某寄存器位置 1，那么外设就会控制对应的 SCL 及 SDA 线自动产生 I2C 起始信号， 而不需要内核直接控制引脚的电平。
二、AHT20温湿度传感器的数据采集
1.实验环境
- 温湿度传感器AHT20
- 单片机：STM32F103系列单片机（野火mini）
- 野火多功能调试助手
- Keil
2.代码
main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "temhum.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
int main(void)
{
u32 CT_data[2]={
0};
volatile float hum=0,tem=0;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
temphum_init(); //ATH20初始化
while(1)
{
AHT20_Read_CTdata(CT_data); //不经过CRC校验，直接读取AHT20的温度和湿度数据
hum = CT_data[0]*100*10/1024/1024; //计算得到湿度值（放大了10倍）
tem = CT_data[1]*200*10/1024/1024-500;//计算得到温度值（放大了10倍）
printf("湿度:%.1f%%\r\n",(hum/10));
printf("温度:%.1f度\r\n",(tem/10));
printf("\r\n");
//延时2s,LED闪烁提示串口发送状态
LED=0;
delay_ms(1000);
LED=1;
delay_ms(1000);
}
}
3.实验结果
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对温湿度传感器吐气
