10.2 I2C

Met I2C sluit je veel apparaten aan op slechts twee draadjes: SDA (data) en SCL (klok). Denk aan schermpjes, temperatuursensoren en bewegingssensoren. Elk apparaat heeft een eigen adres, zodat de STM32 weet met wie hij praat.

Op de Blue Pill zit I2C1 op PB6 (SCL) en PB7 (SDA).

I2C instellen

#include "stm32f1xx_hal.h"

I2C_HandleTypeDef hi2c;

void i2c_setup(void) {
  __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  // PB6 (SCL) en PB7 (SDA) als alternate function, open-drain
  GPIO_InitTypeDef gpio = {0};
  gpio.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
  gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;     // open-drain, vereist voor I2C
  gpio.Pull = GPIO_PULLUP;
  gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio);

  hi2c.Instance = I2C1;
  hi2c.Init.ClockSpeed = 100000;   // 100 kHz
  hi2c.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  HAL_I2C_Init(&hi2c);
}

Apparaten zoeken (een scanner)

Een handig eerste programma: controleer welke adressen er op de bus zitten. HAL heeft daar een kant-en-klare functie voor:

int main(void) {
  HAL_Init();
  i2c_setup();

  while (1) {
    for (uint8_t adres = 1; adres < 127; adres++) {
      // bestaat er een apparaat op dit adres?
      if (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c, adres << 1, 2, 10) == HAL_OK) {
        // gevonden: adres
      }
    }
    HAL_Delay(2000);
  }
}

HAL_I2C_IsDeviceReady() "tikt" een adres aan en geeft HAL_OK als er iets antwoordt. Zo controleer je of je bedrading klopt vóór je verder bouwt. Een veelvoorkomend adres is 0x3C voor een klein OLED-schermpje.

notitie

I2C-adressen op de STM32 schuif je één bit op (adres << 1), omdat HAL het 8-bits adres verwacht (7 bits adres + 1 richtingsbit). Dat is een klassiek struikelpunt: een sensor met adres 0x3C geef je aan HAL als 0x3C << 1.

Wat gebeurt hier?

gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;

I2C-pinnen staan in open-drain (OD): ze kunnen de lijn alleen laag trekken, nooit hard hoog maken. De pull-up trekt de lijn in rust hoog. Dat is precies hoe I2C is bedoeld, zodat meerdere apparaten dezelfde twee draadjes kunnen delen zonder elkaar tegen te werken.

Echte data lezen

Om een sensor echt uit te lezen gebruik je HAL_I2C_Master_Transmit() en HAL_I2C_Master_Receive() met de registers uit de datasheet van dat apparaat. De scanner hierboven is de eerste stap: weten dát het apparaat er is.