I2C外设简介
STM32内部集成了硬件I2C收发电路，可以由硬件自动执行时钟生成、起始终止条件生成、应答位收发、数据收发等功能，减轻CPU的负担；软件只需要写入控制寄存器CR和数据寄存器DR，当然，为了实时监控时序的状态，软件还需要读取状态寄存器SR，来了解外设电路当前处于什么状态。
支持多主机模型。
支持7位/10位地址模式。
支持不同的通讯速度，标准速度(高达100 kHz)，快速(高达400 kHz)。
支持DMA。
兼容SMBus协议。
STM32F103C8T6 硬件I2C资源：I2C1、I2C2。（软件I2C，想开几路就可以开几路，而硬件I2C需要考虑资源问题，这算是软件I2C的优势）
I2C框图
SDA和SCL是两个通信引脚，而SMBALERT是SMBus使用的，I2C不需要管他。
查询引脚定义表，可以看到引脚所复用的GPIO口引脚标号：
SDA部分
上面这一块是SDA，也就是数据控制部分，数据收发的核心部分是数据寄存器和数据移位寄存器
。
当我们需要发送数据时，可以把一个字节数据写到数据寄存器DR，当移位寄存器没有数据移位时，这个数据寄存器的值，就会进一步转到移位寄存器里，在移位的过程中，我们就可以直接把下一个数据放到数据寄存器里等着了，一旦前一个数据移位完成，下一个数据就可以无缝衔接，继续发送，当数据由数据寄存器转到移位寄存器时，就会置状态寄存器的TXE位为1，表示发送寄存器为空。
当我们需要接收数据时，输入的数据一位一位的从引脚移入到移位寄存器里，当一个字节的数据收齐之后，数据就整体从移位寄存器转到数据寄存器，同时置标志位RXNE，表示接收寄存器非空，这时我们就可以把数据从数据寄存器读出来了。
SCL部分
时钟控制是用来控制SCL线的，在这个时钟控制寄存器写对应的位，电路就会执行对应的功能。
控制逻辑电路，写入控制寄存器，可以对整个电路进行控制，读取状态寄存器，可以得知电路的工作状态。
I2C基本结构
因为I2C是高位先行，所以移位寄存器是向左移位。
在发送的时候，最高位先移位出去，在发送的时候，最高位先移位出去，然后是次高位，一个SCL时钟，移位一次，移位8次，这样就能把一个字节，由高位到低位，依次放到SDA线上了。
在接收的时候，数据通过GPIO口从右边依次移进来，最终移8次，一个字节就接收完成了。
GPIO口这里，使用硬件I2C时，这两个对应的GPIO口，都要配置成复用开漏输出的模式。
开关控制也就是I2C_Cmd，配置好了就使能外设就行了。
硬件I2C操作流程
主机发送
当STM32想要指定地址写的时候，就要按照主发送器传送序列图来进行，有7位地址的主发送和10位地址的主发送，它们的区别就是：
7位地址，起始条件后的一个字节是寻址。
10位地址，起始条件后的两个字节都是寻址；其中前一个字节，这里写的是帧头，内容是5位的标志位11110+2位地址+1位读写位，后一个是纯粹的8位地址。（知道就行，不需要太深入）
起始条件之后，会发生EV5事件，这个EV5事件，可以把它看成是标志位，手册中都是用EV(Event)X事件来代替标志位的，那为什么不直接用标志位呢？那是因为有的状态会产生多个标志位，所以就用事件来代替了。EV5事件：就是SB(Start Bit)标志位为1，SB是状态寄存器的一个位，表示了硬件的状态，SB置1，代表起始条件已发送。当软件读取了SR1寄存器后，也就是查看了SB这一位，然后写数据寄存器会将该位清零。所以SB不需要手动清除。
当EV5事件产生后，就可以发送一个字节的从机地址了，从机地址需要写到数据寄存器DR中，写入DR之后，硬件电路就会自动把这一个字节转到移位寄存器里，再把这个字节发送到I2C总线上，之后硬件会自动接收应答并判断。如果没有应答，硬件就会置应答失败的标志位，然后这个标志位可以申请中断来提醒我们。
当寻址完成之后，会发生EV6事件，即ADDR标志位为1，ADDR标志位在主模式状态下代表地址发送结束。
EV6结束后，是EV8_1事件，即TxE标志位为1，移位寄存器非空，数据寄存器空，这时需要我们需要写入数据寄存器DR进行数据发送了。DR会立刻转移到移位寄存器进行发送。
把所有数据都发送后，会产生EV8_2事件，即移位寄存器空，数据寄存器空。
主机接收
软件/硬件I2C对比
